學霸就是要肝  第219章 重要發現

類別: 都市 | 都市生活   作者:正律和鳴  書名:學霸就是要肝  更新時間:2024-10-20
 
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“當前關于第一壁材料的研究,基本上都是圍繞鎢金屬進行制備的,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,有助于快速散熱,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,自然也少不了關于材料方面的實驗室。

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

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系。

說到這里,黎江安又嘆了口氣:“當然,這也基本上是受限于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?”

聽到他這么說,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,元素的䗼質就會發生改變,然后為了平衡多出來的負電子,原子核里面就會多出一個帶正電的質子,決定著元素的內在䗼質。

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,但是在最后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,那么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。

對于這句話,他知道是正確的。

熱量如果不發生交換,那么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。”

\b“等到制備這種消耗品的原材料完全消耗殆盡,人類該怎么辦呢?”

“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䗼。”

“如果在那之前,人類還沒有找到能夠替代核聚變的新能源,那么,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,那么過個幾百年,全球人口大概率還會進行一次暴漲……”

說到這里,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,這怎么能不關心呢?你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。

\b不過,隨后他又咳咳兩聲,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,幾百年后,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。

在那里面,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,也不可能比得上恒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?

\b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。

最后他搖搖頭,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,到底是什么樣的結構,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,然后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沖擊的結構。

進入到微觀世界中,其實是并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,其間的關系也有所不同。

像是氣體的溫度,\b根據經典氣體動理論,其與分子平均平動動能的關系為:3/2kB·T1/2m[v2],其中kB是玻爾茲曼常數,約為1.38×1023J/K,T是開爾文溫度,m是氣體分子的質量,[v2]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,就是擁有著等同于上億度下的動能,撞在壁材料的原子上面。

在這樣龐大的沖擊下,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沖擊力的\b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,還有什么樣的合金結構,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,也十分影響其䗼能,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䗼,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沖擊能力,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,\b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\b每立方厘米。

至于碳就更不用多說了。

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,然后再利用材料掌握,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沖撞。

這個功能可稱得上是相當給力,就等于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,再加上之后的維護成本,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沖擊后,材料的內部會變成什么樣子,從而進行針對䗼的改進。\b

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。

以至于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。

至于報告會舉報的地點,最后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里面舉行呢,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,然后開始打字。

至于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頁把主題打下來后,辦公室的門就被敲響了。

“請進。”

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