钽冷喷涂层可增强聚变反应堆腔室的潜力
钽冷喷涂层可增强聚变反应堆腔室的潜力在聚变反应中,被称为等离子体的电离氢气受到的压力和热量相当于太阳中心的压力和热量。这将导致原子核熔化,并释放出巨大的清洁能源。由于需要达到极高的热量和压力水平,制造容纳核聚变所需等离子体的腔室一直是一项挑战。该过程的另一个问题是,有时氢原子会被中和并从等离子体中逸出,从而削弱了等离子体的能量。威斯康星大学麦迪逊分校(UW-Madison)核工程与工程物理学博士后研究员迈科拉-伊亚洛维加(MykolaIalovega)说:"这些氢中性粒子会导致等离子体中的能量损失,这使得维持热等离子体并拥有一个有效的小型核聚变反应堆变得非常具有挑战性。"Ialovega领导了一种涂层的研究,该涂层已证明有能力在核聚变反应堆腔体内铺设线缆,并捕获这种不听话的氢。这种涂层由金属钽制成,可以承受极高的温度。钽被冷喷涂在不锈钢上,并在类似核聚变的条件下发挥出色的性能。在冷喷涂过程中,钽颗粒被喷射到不锈钢上,像薄饼一样被压扁。研究人员发现,即使是以这种方式挤压,每个颗粒之间仍有一个小边界,这是捕捉不稳定氢粒子的理想通道。当把喷涂钢材置于更高的温度下时,被捕获的氢粒子就会释放出来,这实际上是在更新材料,使其可以重复使用。研究小组不仅称赞这种涂层能够在承受高温高压的同时反复捕捉和释放氢气,而且还称赞它易于使用。伊亚洛维加说:"冷喷法的另一大好处是,它允许我们在现场通过涂抹新涂层来修复反应堆部件。目前,受损的反应堆部件往往需要拆卸下来,换上全新的部件,这样既费钱又费时"。该团队计划在威斯康星HTS轴对称反射镜(WHAM)上使用这种涂层,该反射镜是一种实验装置,可能会被应用于RealtaFusion计划中的下一代核聚变发电厂,RealtaFusion是华大麦迪逊分校的衍生公司。奥利弗-施密茨(OliverSchmitz)说:"创造一种耐火金属复合材料,使其具有良好的氢处理特性、抗侵蚀性和一般材料的弹性,这对于等离子体设备和聚变能源系统的设计来说是一个突破。改变合金并加入其他难熔金属以增强复合材料的核应用前景尤其令人兴奋"。施密茨是华盛顿大学麦迪逊分校核工程与工程物理学教授,也是描述这些发现的论文的共同作者之一,该论文已发表在《PhysicaScripta》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404747.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1404747.htm
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