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第220章 重要發現

2024-08-11 06:45:47 作者: 正律和鳴
  第220章 重要發現

  「當前關於第一壁材料的研究,基本上都是圍繞鎢金屬進行製備的,畢竟鎢的熔點是所有金屬中最高的,三千多攝氏度,同時它還具有良好的熱導率,有助於快速散熱,假如我們使用燒開水的方式來發電的話,鎢金屬也確實能夠幫助我們快速加熱水。」

  等離子體所內的材料實驗室中,黎江安站在蕭易的旁邊,向他介紹著當前的事情。

  蕭易微微頷首。

  等離子體所既然是研究核聚變的,自然也少不了關於材料方面的實驗室。

  他們對於第一壁材料的研究,也有著相當深入的成果,並且和國內相當多的材料研究所都有著合作關係。

  如今,他們也算是和科學島實驗室這個材料研究所同樣有了合作關係。

  說到這裡,黎江安又嘆了口氣:「當然,這也基本上是受限於元素周期表是有限的了,如果元素周期表的中間還有其他更多可以常態存在的金屬材料,說不定就能夠發現比鎢更好的金屬呢?」

  聽到他這麼說,蕭易不由失笑起來。

  這確實是個不錯的想法,為什么元素周期表元素與元素之間就不能有其他的元素呢?

  但是吧,從科學的角度來看的話,這又很合理,每多一個核外電子,元素的性質就會發生改變,然後為了平衡多出來的負電子,原子核裡面就會多出一個帶正電的質子,決定著元素的內在性質。

  聽起來,也越發的讓人感覺有一種設計感在其中。

  世界真的有造物主嗎?

  每一個科學家大概都會在腦海中生出這樣的想法,但是在最後又用自己的科學理念將其給否決掉。

  「不過話說回來,你真的打算,將接下來的第一個目標就放在第一壁材料上面了?」

  黎江安這個時候又問道。

  蕭易頷首:「是的。」

  「第一壁材料的問題不解決,那麼該如何高效率提取核聚變產生的能量就永遠無法得到解決。」

  黎江安沉默了片刻。

  對於這句話,他知道是正確的。

  熱量如果不發生交換,那麼核聚變的能量也就只能被禁錮在核聚變反應堆之中。

  而發生熱量交換,就意味著需要接觸。

  以人類文明的水平,這個世界上絕對不會有任何材料能夠直接抵抗住核聚變等離子體。

  因此,負責交換熱量的材料,只能成為消耗品。

  蕭易說道:「想一想我在入職儀式那天說的話。」

  「等到製備這種消耗品的原材料完全消耗殆盡,人類該怎麼辦呢?」

  「比如金屬鎢。」

  「根據統計,全球鎢儲量才只有四百多萬噸,看上去雖然很多,但是如果未來一旦鎢成為了核聚變最重要的第一壁材料,其消耗量必然也會巨幅提升,到那個時候,我們就必須考慮鎢儲量用盡的可能性。」

  「如果在那之前,人類還沒有找到能夠替代核聚變的新能源,那麼,全球所有的核聚變反應堆都將不得不停機,從此,人類的文明將直接倒退我們這個時代。」

  「再想一想,1850年,人類正式開始第2次工業革命的時候,全球總人口差不多有12億人,而到如今2024年全球總人口則直接來到了80億人,其中直接上漲的將近7倍之多。」


  「而如果核聚變技術出現了,那麼過個幾百年,全球人口大概率還會進行一次暴漲……」

  說到這裡,蕭易忽然眉頭一挑,說道:「當然,考慮到當下年輕人的普遍想法,人口是否會暴漲六、七倍倒確實是個問題。」

  「不過,兩、三倍應該沒有太大的問題。」

  聽到這個問題,黎江安就來了興趣,調侃道:「你不也是年輕人嗎?你的想法呢?」

  蕭易無奈地看了一眼這位黎院士:「黎院士,我的事情您還是別關心了。」

  「哎,這怎麼能不關心呢?伱好歹現在也算是我們研究所的年輕同志,我作為老人,關心一下年輕同志的情感問題,很合理吧?」

  蕭易的眼神頓時冷酷起來:「女人只會影響我科研的效率。」

  黎江安啞然失笑。

  不過,隨後他又咳咳兩聲,說道:「但不管如何,我覺得你的想法還是太過悲觀了,俗話說,船到橋頭自然直,等到那個時候,人類總會想到方法的。」

  他看了看天上的太陽,說道:「比如說,幾百年後,咱們的人類文明已經擁有了建造戴森球的能力,戴森球一旦建造出來,咱們可就有了和太陽休戚與共的能力了。」

  「戴森球……」

  蕭易想到了自己那天晚上的夢中夢。

  在那裡面,人類的確已經造出了戴森球,能夠幾乎完全的吸收太陽散發出來的能量,顯然,相比起這個最大的能量源,就算是人類造出再多的核聚變反應堆,也不可能比得上恆星這樣的天然核聚變反應堆。

  在這樣的基礎下,人類確實可以做到和太陽休戚與共的程度。

  不過……能夠做出戴森球的文明等級,哪怕不用太陽,估計也完全沒有問題了吧?

  說不定那個時候人類還會覺得,太陽光是世界上最美的風景,要保護太陽,不能建造戴森球呢。

  最後他搖搖頭,說道:「好了,科幻暢想時間到此結束,現在還是先好好思考一下,到底是什麼樣的結構,才能夠幫助我們抵抗住太陽的威力吧。」

  蕭易擺擺手,不再多說,然後繼續在眼前的電腦上不斷地嘗試著。

  剛才的他,一直都在電腦上嘗試著用建模的方式,搭建出能夠抵擋住高能粒子衝擊的結構。

  進入到微觀世界中,其實是並不存在溫度這個概念的,溫度是一個宏觀的數字,而反應到微觀世界中,就和物質的平均動能有關,當然,考慮物體的不同形態,其間的關係也有所不同。

  像是氣體的溫度,根據經典氣體動理論,其與分子平均平動動能的關係為:3/2kB·T=1/2m[v^2],其中kB是玻爾茲曼常數,約為 1.38×10^23 J/K,T是開爾文溫度,m是氣體分子的質量,[v^2]是分子速度的均方值。

  當然,等離子體的形態,就和氣體差不多。

  因此,根據等離子體的溫度,就可以計算出其單個粒子的動能。

  在核聚變中,等離子體的粒子,主要是電子和離子,此外還有中子,就是擁有著等同於上億度下的動能,撞在壁材料的原子上面。

  在這樣龐大的衝擊下,普通結構的材料,顯然是不可能能夠扛得住的。

  因此,他現在的目的就是,找到能夠承受的住這種衝擊力的原子結構。

  金屬鎢顯然是一個很好的選擇,在目前的一些合金技術下,比如鎢-鉻-鈦合金,理論上也可以在核聚變的環境中堅持一個月以上。

  但僅僅只有一個月,肯定是完全不夠的。

  所以這個時候就要考慮,還有什麼樣的合金結構,可以進一步提升其抗輻照能力。

  此外,鎢也不是沒缺點,其在高溫下會變脆的問題,也十分影響其性能,因此在研究當中也需要嘗試解決這個問題。

  而除了金屬鎢之外,碳基複合材料也是一種選擇。

  碳這種材料,實在是表現出了相當多的特性,仿佛在任何領域都能夠展現出其作用。

  碳基複合材料具有良好的熱導率和抗熱衝擊能力,不過在高能中子輻照下會發生物理和化學變化,同樣也需要進一步的研究。

  除了這兩種材料之外,也還有其他不少種類的材料都進入到了科學家們的選擇之中。

  比如低活化鋼以及ODS鋼,還有納米結構材料等等。

  在其中,蕭易更加青睞的還是鋼材料和碳基材料,畢竟這兩者在地球中的儲量要遠比鎢高多了,這樣就不用擔心了,特別是成本也要比鎢要低得多。

  而且,鎢的密度也要高得多,在相同質量下,無論是碳還是鋼,其體積都要比鎢大上不少。

  鎢的密度大約為19.35克每立方厘米,而鐵的密度大約為7.86克每立方厘米。

  至於碳就更不用多說了。

  當然,考慮到鐵在地殼中的豐度達到5%,而碳的豐度則僅有0.02%,所以鐵的優先度是最高的。

  就這樣,蕭易不斷嘗試著不同結構之間的搭建,當然,短時間內,肯定是不用想著能夠出結果了。

  面對這樣的問題,就算是他也只能通過不斷地嘗試,來碰碰運氣了。

  當然,除了在電腦上嘗試模擬之外,他也在不斷地利用實驗合成出新的材料,然後再利用材料掌握,來對材料的內部進行更多模擬。

  在這個過程中,他也挖掘出了材料模擬的另外一個作用,那就是他可以直接模擬出核聚變的環境,從而模擬中子輻照和高溫等離子體對材料的衝撞。

  這個功能可稱得上是相當給力,就等於說他都不用將合成出來的材料放進核聚變裝置中再試一遍了,直接進行模擬就完事兒。

  要知道核聚變點一次火的成本那可是相當高,光是把燃料加熱到上億度的過程中所需要花的電費就不是一小筆錢,再加上之後的維護成本,都要花不少的錢。

  而且,利用這個功能,他還能夠觀察到經過中子輻照和高溫等離子體衝擊後,材料的內部會變成什麼樣子,從而進行針對性的改進。

  就這樣,時間很快過去了。

  ……

  日子逐漸進入到了3月份。

  而那場NS方程的證明報告會,也越發接近了。

  以至於蕭易也不得不暫緩了對第一壁材料的研究,開始將一部分的時間放在了對報告會的準備上。

  目前確定會參加這場報告會的人數,已經接近了兩千人,可以說是相當多了。


  其中接近一半的人都是從國外來的學者。

  至於報告會舉報的地點,最後就被放在肥市內的徽省國際會議中心了,其他地方也基本上都承辦不了兩千人的這種大型學生會議。

  科大這邊也是相當可惜,本來他們還想在學校裡面舉行呢,但按照這樣的規模,也就只有操場上能夠支持舉辦下去了。

  但如果真的在操場上舉辦這樣一場學術會議,估計當天晚上就要被吐槽到熱搜榜上去了。

  「只剩下一個周就要開始了啊。」

  科學島實驗室,蕭易的辦公室中,看了一眼日期,3月8日,距離3月15日只剩下七天了。

  「嗯,是時候把PPT給搞出來了。」

  打開電腦,開始新建文件夾,命名【2024.3.15NS方程證明報告會PPT】。

  創建PPT文件,簡單套個模板,然後開始打字。

  至於PPT是否好看嘛……

  嗯,他又不是學生要答辯,還要講究PPT好不好看。

  不過,他剛剛在第1頁把主題打下來後,辦公室的門就被敲響了。

  「請進。」

  他說道。

  隨著門被打開,劉曉東走了進來。

  「蕭教授!」

  蕭易看了一眼,眉頭一挑,問道:「劉曉東啊,有什麼事情麼。」

  劉曉東走上前,手中還拿著一迭A4紙,說道:「教授,您還記得我當初發現的那個東西嗎?」

  蕭易點點頭:「當然記得。」

  差不多也就是在去年搞定固態鋰硫電池的時候,劉曉東在回顧關於納米多空材料的實驗當中,發現了在孔徑為20nm-30nm之間,特別是26nm的孔徑中,電子通過這些孔徑的速度存在異常性的提高,甚至能達到十倍以上。

  十倍以上的速度提升,這可是一件相當不得了的發現。

  當時的蕭易就判斷,也許這個發現,在重要性上能夠等同於量子反常霍爾效應這種級別的發現。

  只不過那時候又因為正在研究格林沃爾德極限的問題,所以他倒是也沒有去做。

  他不由來了點興趣,問道:「這麼說,你是發現了原理嗎?」

  「呃……」劉曉東不好意思地撓了撓頭,說道:「這個倒是沒有,大致上能夠清楚的是,和碳複合材料中的一些特性有關係,也可能是一些尚沒有發現的特性。」

  「但是這種現象出現的太過隨機了,而且概率相當低,所以也很難作出驗證。」

  蕭易微微點頭,「論文還沒發吧?」

  「那倒是沒有。」

  劉曉東不好意思地說道:「您知道的……」

  蕭易笑了笑。

  這樣的發現,即使沒有搞明白其中的原理,也是完全可以發一篇頂刊的,但顯然這樣的話,就等於放棄了發現原理後所帶來的收益。

  因此,如非實在無法發現最終的原理,發現者基本上都會盡力地去找到原理所在。

  而顯然,劉曉東現在就是這樣的情況。


  「那麼你現在是打算來和我合作嗎?」

  劉曉東點了點頭:「是的,我自己反正是發現不了原理了,但蕭教授你肯定可以,而且,現在蕭教授你應該不忙了吧?」

  上次蕭易就是因為忙其他的事情,所以就讓他自己研究。

  直到前段時間他才得知,原來蕭易是去研究NS方程和核聚變去了,甚至還順便把NS方程給證明了。

  給他震驚地不要不要的。

  不過,現在蕭易應該就有空了吧?

  蕭易沉吟片刻,隨後點點頭:「行,我確實比較看好這個研究,既然你願意和我一起研究的話,那我也就不拒絕了。」

  當初他之所以拒絕,除了要忙其他的事情之外,也是因為這個東西是劉曉東發現的,所以還是先讓劉曉東自己去研究,看看能不能出什麼成果。

  劉曉東頓時面露喜色。

  這波穩了!

  「這些資料是實驗數據嗎?」

  蕭易這個時候看一下他帶過來的那些A4紙,問道。

  「是的,這上面都是我篩選出來覺得比較有價值的數據,您看看。」

  劉曉東將這些數據遞給了蕭易。

  蕭易接過了之後,便看了起來。

  這些數據主要是用各種實驗儀器對不同樣品進行分析結果,蘊含的信息也相當多。

  而蕭易看著看著,逐漸的,他的眼睛開始眯了起來。

  「有點意思。」

  這些數據,對於研究碳複合材料的各種性質,都有著一定的幫助。

  或許……

  甚至……

  能夠幫他找到,適合作為第一壁材料的碳結構?!

  (本章完)


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