支柱計劃

第 473 章 後續靈彩與第一壁

類別︰科幻小說 作者︰宇宙在熵增 本章︰第 473 章 後續靈彩與第一壁

    天京中核物理研究所。

    “D1452號材料效果測試的數據怎麼樣?”

    “dpa耐受極限180dpa,He泡密度8×101?&n?3,DBTT升高值減少了17%,輻照腫脹率1.49%,CrRIS貧化4%。”

    靈彩放下手上的材料,頭疼一般用手指輕揉自己的太陽穴。

    微蹙的眉尖下,那雙沉靜的眼眸里帶著一絲不易察覺的疲憊。

    “總歸是有點提升……計算後理論上能堅持多久?”

    “大概能比之前的事件多堅持17%”

    靈彩疲憊的嘆息一聲,回頭看著她背後的研究員,實驗室清冷的燈光落在她的側臉︰“也就是說,晶界角度材料的抗輻照損傷性還不到預期的百分之十?如果要以晶界角度梯度化設計,晶界夾角>60°時He氣泡貧化區寬度增加2倍,理論提升絕對不只這麼點……問題出在哪里?是材料工藝問題嗎?”

    沒人回話。

    空氣中只有儀器低沉的嗡鳴。

    前驅者向來高孤,她站在聚光燈邊緣的身影,本身就帶著一種難以接近的清冷感。

    “……算了。”靈彩似乎已經習以為常︰“你們先繼續分析一下工藝,看看工藝有沒有問題,結構這邊交給我……”

    她話音剛落,實驗室的門被打開,一位研究員匆匆提著笨重的箱子闖了進來。

    靈彩眉頭微蹙,隨即想到了什麼,她的臉上第一次涌現出迫切的表情。

    “是EN高熵合金?”

    所有的研究員都是一愣,只有那位把箱子搬運過來的研究員氣喘不止,點點頭,小心翼翼的將箱子放在了中央的實驗桌上。

    靈彩快步的走到箱子面前,打開,上面是一大堆的資料,資料下方則是使用泡沫固定,小小玻璃盒里面固定著的,僅有小拇指大小的金屬塊。

    她拿起了其中一個盒子,舉在眼前透光仔細觀察。

    高熵合金(HEAS)一直以來都是核聚變材料的熱門候選者,尤其是難熔高熵合金(RHEAS)更是如此,它們的性質一直備受核聚變科學家的關注,靈彩自然也不例外。

    這些高熵合金因為其獨特成分設計和多主元效應,所以在抗輻照、高溫強度及熱穩定性等方面展現出非常顯著潛力。

    但材料本身的極端加工難度以及苛刻的低活化設計要求制約了這種材料的應用與發展。

    如果這種材料只能在實驗室小批量制造,那麼這種材料的應用注定有限。

    除非不計代價。

    這塊EN高熵合金有點壓手,在實驗室明亮的頂燈照耀下,金屬表面反射出了迷人的、近乎魅惑一般的幽綠反光,映在她白皙的掌心。

    “它的物理性質怎麼樣?”靈彩扭頭看向研究員。

    這位研究員有些敬畏的回答︰“確實如你所料,雖然成分都有不同,但是都有類剛體的性質。”

    “類剛體?”

    “對,你手上的這塊是EnFeCOCrN合金,它的硬度比BC8碳高。”

    之所以沒有具體的數值,是因為測量硬度純粹是拿鑽石頂,看看施加多少力後材料會出現痕跡,但是受測物質硬度比鑽石還硬的話,這種測試就沒什麼意義了。

    能得出硬度比BC8高,那就說明,制造這種合金的人,已經使用比鑽石還硬1.17倍的BC8碳壓過這東西了,很顯然,BC8碳比這塊高熵合金脆弱了不止一點。

    “宏觀的硬度對我們可沒什麼意義,余下的呢?”

    “哦,哦,這些都是不同成分的,以抗氫脆、輻照損傷、嬗變材料為基底,加入鍾元素的高熵合金,材料那些人說,鍾元素在其中呈現的性質非常奇特,他們也覺得有很大希望。”

    靈彩搖搖頭,將手上的高熵合金放回箱子中︰“只是在這里談論沒有意義,準備一下加速器,我們來試試這批材料的成分。”

    靈彩的聲音不大,卻帶著不容置疑的氣質。

    研究員們立刻行動起來,如同精密的齒輪被重新嚙合,開始朝著那崇高目標前進。

    檢測試驗需要用到輻照實驗室,厚重的鉛屏蔽門在液壓驅動下無聲滑開,露出內部閃爍著指示燈的復雜裝置。

    這是一台用于模擬聚變堆中子輻照環境的離子注入加速器,這也是為什麼靈彩會出現在天京中核物理研究所的原因。

    她親自挑選了一塊標記為“EN7”的合金樣品,是那塊EnFeCOCrN。

    她小心翼翼,且干淨利落,將微小的金屬塊固定在特制的、帶有冷卻水通道的銅樣品架上。

    縴細卻穩定的手指在精密的夾具間操作,沒有絲毫遲疑,專注的神情讓她的側臉輪廓在儀器幽藍的微光下顯得格外沉靜。

    輻照實驗室內出現了低沉的嘶嘶聲,這是因為粒子束路徑上的真空腔室被抽成超高真空,就像是清理道路上的碎石。

    “師姐,還是默認參數?”

    “參照上次極限測試的120%,階梯加載,注入粒子︰He?,能量3 MeV,束流密度先設定為1×101?&n2•S。”

    靈彩的聲音冷靜而精準。

    旁邊的研究員頓時開始根據靈彩的命令操作設備。

    她退到鉛玻璃觀察窗後的控制台,目光緊鎖著巨大屏幕上即將開始的數據流。

    加速器啟動,發出高頻的嗡鳴。

    在肉眼不可及的微觀世界深處,一股由剝去電子、赤裸著核心的氦原子核組成的急流,正被無形的力量精準地約束、加速,形成一道細若發絲卻蘊含巨大能量的原子洪流。

    它們像億萬顆微小卻堅硬無比的實心炮彈,沿著預設的軌道以驚人的速度,義無反顧地撞向樣品表面。

    這些高速的氦核狠狠轟擊在樣品表面某個原子的外圍電子雲,巨大的沖擊力在撞擊的一瞬間通過電子雲傳遞到原子核本身。

    這種力量如此之大,就像18世紀海戰,西班牙海盜發射的實心鉛球命中了脆弱的木質風帆戰艦一樣,毫無阻力,木屑翻飛。

    原本致密且安靜的原子被有形的巨錘猛敲了一下,被迫從原本安穩的晶格位置上劇烈地彈跳、顫抖起來,顫抖如此猛烈狂暴、以至于固體短暫成為液體,它的能量如同波紋傳遞開來,形成了微觀上地震波。

    踫撞的狂暴能量有時直接將樣品原子外圍那些最“外圍”的、結合較弱的電子狠狠撕扯、彈射出去,這些被激發的“次級電子”如同被撞飛的碎屑,帶著微弱的能量從表面逃離,在真空中留下難以察覺的蹤跡。

    無數次的踫撞、顫抖、撕扯,其狂暴的能量最終無法逃逸,絕大部分轉化為原子本身更劇烈的無規則運動——熱量。

    在離子束持續轟擊的那一小塊區域下方,原子的舞蹈變得越來越狂野,微觀層面的“溫度”悄然爬升,仿佛有一只看不見的微型焊槍,正在表面之下積蓄著灼熱。

    然而在材料看不見的深處,里面有一些幽綠色的原子。

    這些原子與周圍一觸即潰的妖艷賤貨截然不同,它的電子雲如此龐大,周圍的電子在異質原子間彼此共享,每當有來自氦核的能量傳來,它都會狠狠拉住那些即將彈開的Fe、CO、Cr、N原子,那些未曾傳導出去的能量也為它所用。

    它似乎回憶了什麼,隨著熱量增多,電子雲擴張,它無形的觸手開始擴散,當它的捕獲了已經不在原晶格位的原子之後,它就會狠狠地奪取它原子的能量,將這顆原子拉回原來的位置。

    無窮無盡的氦核如同大雨般遮天蔽日,En核勤勤懇懇的修補。

    上面的數據一切正常,但研究員們仍然注視著屏幕屏息以待。

    還沒有到關鍵的時刻。

    “提升束流密度至1.5×101?&n2•S。”靈彩道。

    粒子腔室中的氦核暴雨突然增大,類比地球就像是在下毀天滅地的隕石雨。

    屏幕上,dpa斜率變陡,溫度升至350°C被控制住。

    靈彩看著上面的數據。

    她一直密切的關注著聲發射傳感器捕捉到的離散事件頻率和能量讀數,此刻這些數值比預想的要高一些,在線PAT初步反饋的缺陷密度增長趨勢也略高于預期。

    控制室里,研究員們交換著憂慮的眼神,低聲議論︰“這…好像不太樂觀?比D1452同階段損傷跡象還明顯?”

    靈彩的眉頭微微蹙起,但眼神依舊專注。

    “繼續。提升至2.0×101?&n2•S。目標dpa,200。”

    氦核暴雨再一次增大,樣本表明已經坑坑窪窪,但是這數值相比真正的核聚變第一壁材料所需要的材料,仍然是小巫見大巫。

    核聚變第一壁要抵御的中子通量高達1×101?1×102?&n2•S,比此刻實驗通量高百倍乃至萬倍。

    dpa迅速突破150、180、190…樣品溫度升至400°C,冷卻系統全功率運轉,關鍵數據的變化趨勢讓氣氛更加凝重。

    現在這些實驗室里面的的人無一不明白上面數據的變化意味著什麼,其中,以靈彩為最。

    曲線斜率陡峭上升,估算值很快超過了之前D1452在更低dpa下的水平,SAXS估算He泡密度不容樂觀,聲發射檢測顯示,事件頻率和能量也在持續攀升,這通常意味著材料內部微裂紋活動極其活躍,實時電阻率測量的讀數急劇躍升,增幅遠超她的預期。

    但她冷冷的注視著這些數據,絲毫沒有被其所影響。

    “dpa 195… 198… 200!聲發射已經超二級閾值了!”監測員緊張的說。

    溫度穩定在410°C,真空度略微波動但未報警。

    束流按計劃切斷,氦核暴雨開始平息。

    然而,控制室里一片沉寂,彌漫著失望的氣息。

    “峰值dpa 201.8,溫度峰值410°C, He泡密度估算︰3.8×102?&n?3! 電阻率增加約40%,聲發射活動強度指數達到危險臨界”一位資深研究員一項項的念著數據,聲音沮喪又沉重︰“這…這數據,甚至不如我們之前的D1452材料在180dpa時的表現!氦泡和缺陷累積太快了!鍾元素沒起作用?”

    沮喪的低語在人群中蔓延,投入巨大希望的新材料,測試結果竟如此令人失望。

    只有靈彩如同堅定的雕像站在屏幕前,反復的審視那些數據。

    她已經跟趙院士深入研究過En元素的性質,雖然無法探究En元素的所有奧秘,但是僅僅依靠En元素目前展示出來的特點,她就確認En元素能夠在材料學,特別是抗輻照方面有極大的潛力,它的數據絕對不會如此不堪。

    但是,數據不會騙人,那麼……問題出現在什麼地方?

    “這只是第一個材料而已,試一試EN1的成分。”

    一位研究員應了一聲,穿上護具開始更換測試材料。

    就緒後,所有人目光都注視著靈彩。

    “繼續,階梯加載,注入粒子︰He?,能量3 MeV,束流密度先設定為1×101?&n2•S。”靈彩聲音平淡,似乎根本沒有收到影響。

    第二次測試的結果很快呈現出來,這一次的結果比EN7還要差。

    眾人的臉色更為陰沉,實驗室開始彌漫出沉重的氣息。

    這些材料現在的數據表現連後續的檢測都沒必要。

    靈彩依舊平靜。

    “開始測試EN2。”

    旁邊有一位研究員欲言又止,隨即沉默。

    這次實驗極其昂貴,包括這些樣本在內,一次測試的成本都要百萬左右,等到全部測試一遍,如果沒有結果,那麼只是白白燒掉的資金就有千萬之巨。

    雖然他們注定要燒這麼多錢,但是錢也不是這麼燒的。

    樣本很快就緒。

    “繼續,條件不變。”

    第三次的測試結果也出籠了,靈彩緊皺眉頭,似乎不在意後面的討論。

    她對En元素寄予厚望,在開始今天這項實驗之前,她已經進行了無數次的計算,每一次給她的結論都是使用En元素打造的抗輻照高熵合金作為第一壁材料,絕對可行,她相信自己的計算,這個思路絕對沒有問題。

    但是,呈現的數據卻嚴重與自己的預警不符,那麼,問題究竟出現在什麼地方?

    材料?絕不可能,這些材料出自中材院,制造出來之前就經過了苛刻檢查,然後才會送到她這里。

    儀器?更不可能,每次運行儀器都要進行細致檢查,確保實驗無誤。

    參數?這已經是基本操作,一旦出錯,只要眼不瞎,就絕對能看出來。

    靈彩冷漠的反復審視眼前的三份數據,她感覺似乎有某種嘆息之壁突然矗立在她面前,封死了前進的道路。

    她嘆了一口氣,手按在操作台上。

    頓時,無形的漣漪掃過。

    靈彩抬起了頭,再次看了一眼數據。

    ……

    靈彩看到了值得注意的數值。

    “三份材料的聲發射信號數據給我。”

    眾研究員一愣,其中一個匆匆向靈彩屏幕上發送材料聲發射信號的數據。

    靈彩手指劃過屏幕,目光如同精密探針,在浩瀚的數據流中搜尋著蛛絲馬跡。

    突然,她的手指停住,屏幕上出現了幾段被放大並疊加顯示的曲線。

    這段曲線的似乎有點“不完美”,這是她檢測了上千份材料的直覺。

    她湊近屏幕仔細的看了看,頓時找出了那段不和諧的曲線。

    靈彩放大後,眾研究員也意識到了靈彩發現了什麼,紛紛看了過來。

    片刻後,其中有一位預期有點不確定︰“這是……聲發射信號的基線異常尖峰脈沖?”

    “應該是……吧?不過,這里為什麼會異常尖峰脈沖?有什麼東西在干擾麼?”又一位研究員撓頭︰“不過,就算是異常尖峰脈沖也不至于太影響結果吧?”

    “怎麼不會?這聲發射基線尖峰它疊加在真實的微損傷聲發射信號上,大幅抬高了我們監測到的‘事件頻率’和‘能量’,讓我們誤判內部損傷極其嚴重,虛假觸發了警報,這肯定不行啊。”

    靈彩確定數據有異常之後,立馬開始翻找其他數據,很快,又發現了一處異常。

    電阻率讀數的瞬時值詭異的產生了一個向下的凹陷毛刺。

    “這是非物理的負向干擾,在計算平均電阻率增量時,會顯著拉低最終結果,我們看到的40%增幅,其真實值可能遠高于此!”

    “SAXS抖動?”

    “溫度?”

    靈彩敏銳的發現一處又一處的異常,但一眾研究員卻頭皮發麻。

    “這干擾源有點厲害啊,誰去找一找。”

    “哪個干擾源這麼厲害?看看是不是儀器壞了?這麼多數據居然沒一個正常的?”

    “還是先確定樣本有沒有被污染吧……”

    後面的研究院七嘴八舌,只有靈彩看著這些數據。

    最後,她嘆了一口氣。

    一眾研究員竊竊私語的聲音戛然而止。

    “應該是材料本身的問題,En元素性質很奇妙,且沒有經過放射檢測,這還是我們人類第一次進行照射實驗,沒想到會對檢測儀器影響這麼大……”

    靈彩蓋棺定論︰“把這些樣本送到檢驗科對照射樣本進行輻照後檢驗,告訴檢驗科,這些材料的檢驗優先級排到最高,我要第一時間拿到檢測報告。”

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