第7章 第一壁的挑战(1/2)
西部荒漠深处,代号“龙吟”的地下巨型洞窟内,前所未有的工业奇观正以肉眼可见的速度生长。
直径近百米的“后羿”装置主机基座已然落成,闪烁着金属冷光的庞大构件层层堆叠,环向场磁体线圈的巨大支架如同史前巨兽的骨架,盘踞在洞窟中央。
空气中弥漫着大型吊车运行的低沉嗡鸣、焊接火花的灼热气息,以及一种被严格压抑的、属于创造历史的兴奋感。
“洪荒”工程第一阶段——核心部件制造与运输——已接近尾声。
来自全国各地的国之重器,如同百川归海,在这与世隔绝的地下空间汇聚,等待着最终的加冕。
然而,就在总装工程全面展开,势头看似一片大好之际,一道更隐蔽、更致命的“天堑”,无声无息地横亘在了前进的道路上。
“后羿”装置主机集成测试指挥部,气氛比洞窟外的寒冬更加凛冽。
刚刚结束的第三次“第一壁”全尺寸模拟单元热负荷测试数据,像一盆冰水浇在每个人心头。
全息投影上,一段经过数千倍慢放的视频触目惊心:
在模拟聚变反应产生的高达每平方米20兆瓦的稳态热流和每秒4.5x10^14个高能中子(能量14.1 mev)的持续轰击下,
那块代表着人类材料学最高成就的、由林枫提供配方并指导合成的“自修复复合陶瓷”测试单元,表面先是泛起暗红色的光芒,
随后,细微的网状裂纹如同死亡的藤蔓般迅速蔓延。
尽管材料内置的“自修复”机制被激活,微胶囊流淌出的愈合剂试图填补裂缝,但在那毁灭性的能量洪流面前,修复速度远远赶不上破坏速度。
最终,在测试进行到第187小时,测试单元在一声沉闷的碎裂声中,彻底失效。
“数据出来了。”
材料组负责人赵秉钧的声音干涩,他指着屏幕上滚动的分析报告,“热应力导致的晶格蠕变远超预期,高能中子辐照造成了严重的晶格肿胀和非晶化,
氦气泡在晶界处大量形成并 coalesce(合并)……自修复机制,在超过每平方米15兆瓦的热负荷和10^14 n\/cm2·s以上的中子通量下,基本失效。
材料的有效寿命……预计不到设计要求的十分之一。”
指挥部里落针可闻。
第一壁——那个直接面对亿度高温等离子体,承受着最极端热负荷和粒子轰击的最内层护盾——是“后羿”能否稳定运行的最终壁垒。
它的失效,意味着即使“后羿”成功点火,也将在数百小时内因第一壁的熔毁或失效而戛然而止,甚至可能引发灾难性事故。
这不再是性能的“鸿沟”,这是生存的“悬崖”。
工程总指挥郑强将军脸色铁青,拳头下意识地攥紧:
“原因?是材料合成工艺不达标,还是……林顾问的设计本身……”
他没有把话说完,但目光已经投向了站在全息投影前,沉默不语的林枫。
林枫没有立刻回应。他深邃的目光凝视着屏幕上那片碎裂的陶瓷残骸,以及旁边疯狂跳动的、标示着中子辐照损伤程度的曲线。
意识深处,系统界面正以前所未有的速度运行着诊断程序,海量的损伤数据被吸入、解析。
“设计方向没有错。”
林枫终于开口,声音平稳,却带着一种不容置疑的力量,“自修复复合陶瓷的理念是通往最终答案的必经之路。问题出在两个方面。”
他走到控制台前,调出第一壁材料的微观结构模型,将其放大到原子级别。
“第一,修复速度与破坏速度的失衡。我们当前合成的材料,其修复机制依赖于微胶囊破裂后的粘性流动和再结晶。
这个过程,在常规高温下尚可,但在第一壁面临的瞬态极端热冲击和持续中子轰击下,过于缓慢,且再结晶后的晶界强度不足,会成为新的薄弱点。”
“第二,也是更核心的问题,对高能中子‘催化嬗变’效应的预估不足。”
林枫指向中子辐照损伤数据中几个异常波动的点位,“14.1 mev的高能中子,不仅仅是‘撞坏’晶格,它还会与材料中的特定元素发生核反应,产生氦和氢等气体元素。
这些气体在晶界处聚集,形成气泡,急剧加速了材料的脆化和肿胀。
我们的自修复机制,无法有效处理这种原子尺度的‘内部爆炸’。”
“那解决方案是什么?”
赵秉钧急切地问,“寻找更快的修复机制?或者,找到能抵抗这种嬗变效应的新元素?”
“两者都需要。”
林枫的目光扫过众人,“我们需要一种动态、实时、且能从原子层面重构晶格的‘主动修复’机制,而不是被动的‘粘合’。
同时,第一壁材料的基体,需要一种对高能中子‘透明’或者说‘惰性’的元素,尽可能减少嬗变气体的产生。”
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