第0177章 几乎无解的高能环境（1/2）

很多人小时候都玩过一个游戏。

过年的时候将鞭炮点燃，然后用一个盆盖住鞭炮，但鞭炮炸的情况。

简单的说，聚变堆就和这差不多，而第一壁材料，就是那个盆。

第一壁材料有两个核心问题，高能中子辐照和以及高通量氘氚(等离子体轰击。

在高能中子辐照方面。

目前研究的基本上是最容易实现的d-t聚变：每个d-t聚变都会产生一个14.1mev的中子。由于中子不带电，无法用磁场约束，会直接轰击到第一壁材料上产生损伤。

每个d-t聚变都会产生一个14.1mev的中子。由于中子不带电，无法用磁场约束，会直接轰击到第一壁材料上产生损伤。

14.1mev是个很大很大的能量，要知道材料中束缚原子的都是各种化学键，其键能大约在1-10ev之间。

也就是说，一个14.1mev的中子所携带的能量，足以破坏成百上万个普通的化学键，这无疑会对材料造成难以恢复的损伤。

在聚变堆李，高能中子就像一颗颗射向材料的子弹，不断的撞击金属原子，打断其周围的化学键，迫使原子离开原来的位置，从而破坏整的原子排布。

原子被击跑了，原来的地方自然就留下一个空位，一个个这样的坑在材料内部积累聚集起来，就变成了大的孔洞。

另外，被击跑的原子并不会小时，而是会通过各种方式扩散到材料表面上去。原子不断的从中心往表面转移，材料就慢慢的像空心泡沫一样肿胀起来，这种尺寸的变化对正常服役的材料是致命的。

除了辐照肿胀，中子辐照在材料中产生大量缺陷也会影响材料的力学性能，使得材料变硬、变脆、更容易断裂，从而影响聚变堆的安全运行。

中子还会和材料进行核反应，改变材料的元素组成，例如金属w就会变成re、os、hf、ta。

时间一长，材料的组成会变得和开始时完全不一样，这对材料的影响也是非常大的。

中子辐照问题虽然在裂变堆中也有，但裂变堆的中子无论是能量还是通量上都要比聚变堆低很多，因此裂变堆材料的技术也无法直接移植到聚变堆中。

而在高通量氘氚等离子轰击方面。

聚变堆对d-t等离子的约束也并不完美，反应堆中会有大量的d-t离子轰向第一壁材料。由于t燃料价格十分的昂贵，上亿人民币一公斤，因此在聚变堆中都是通过中子和锂反应来进行循环利用的。

为了避免t呆在材料中不出来，第一壁采用的是金属中对氢亲和力最弱的钨。t进入钨中后难以和材料本身有效结合，只好重新跑出来，继续参与聚变。

虽然钨本身不和t结合，但中子辐照会产生的空洞对t的吸引力却非常强，t一旦跑进孔洞中去就很难出来了。

这就使得t燃料滞留在材料内部，从而破坏上面的t循环，使得t越用越少。

没有t了，自然无法进行聚变。

此外，作为气体氢的同位素，d-t在进入材料孔洞中后会形成气体分子。这些气体分子挤在有限的空间内，会形成十分高的压强，从而挤出氢气泡，使材料进一步开裂，造成严重的破坏。

裂变堆中基本上没有d-t问题，这个问题对于聚变堆材料来说是全新的，目前对于该问题的研究尚处于研究阶段。