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第689章 实验聚变堆（第1页）

灵彩的结论是对的。

检验科的辐照后检验报告证实了她的判断，那些声发射基线尖峰和电阻率负向凹陷并非什么仪器故障或数据污染，而是EN材料在极端辐照环境下，其独特的电子云正在与检测手段发生未知的相互作用。

简单来说，EN材料太特别了，特别到无法用常规方法测量，只能直接上加速器用笨方法检查。

得知第一壁有突破后，赵院士则认为加速器数据再怎么样，终究只是模拟，聚变堆的工况极为复杂，需要考虑中子辐照、热循环和等离子体冲刷的耦合作用，必须进行氘氚聚变环境下的实机验证。

于是，EN材料的下一个考验很快提上日程，这一次要在真实的聚变装置上运行。

这个任务当仁不让的被灵彩接了过去。

天京中核物理研究所的新材料验证中心，冷白色的灯光把整个实验大厅照得通明。

第一壁EN材料实验模块，简称pFm-EN的测试单元，此刻正静静地躺在3号实验工位的光学平台上。

这个半米见方的模块由七层结构组成：面向等离子体的EN合金装甲层、cucrZr合金热沉层、不锈钢背板，以及遍布内部的微通道冷却管。

每一层之间的热等静压扩散连接经过了二十轮工艺优化，以确保在极端热负荷下不会出现界面剥离。

这是灵彩亲自把关的设计，就这么一块的投入就已经有千万元，这甚至不算那些极难获取的EN元素成本。

EN-11合金是她从所有候选材料中筛选出来的最优方案，以FecocrNi为基底，加入11%原子百分比的锺元素。这种合金在辐照后检验中表现出了近乎反常的特性：高角度晶界处形成了连续的贫化区，宽度达到常规材料的2.3倍，有效捕获了氦原子并阻止其聚集成泡，同时，锺原子的庞大电子云在辐照过程中持续诱导点缺陷复合，使得辐照硬化增量比同成分无锺合金低了近一个数量级。

更令灵彩在意的，是EN-11在高温下的自我修复倾向。

透射电镜观察显示，在450°c以上的辐照区，合金内部并未出现预期的大量位错环和位错缠结，取而代之的是一种她不曾在任何材料中见过的微观结构，一种具有自相似特征的低能位错网络，这东西可以像一张精细编织的蜘蛛网，将辐照产生的点缺陷迅速耗散、复合。

电子能量损失谱的分析进一步证实，锺原子的电子云在高温下显着扩展，其有效捕获半径从室温下的约0.8纳米扩大至超过2.0纳米，这意味着每一个锺原子都能在大得多的范围内施加影响。

如果说传统合金是在被动地承受辐照损伤，那么EN-11的锺原子则像是在主动对抗无序，这是人类目前发现的唯一辐照自恢复材料，有极大的可能彻底解决第一壁问题。

但灵彩知道，这终归只是停留在加速器模拟阶段的猜测，只有真正的聚变环境，才能验证她的猜测。

“真空室抽气完成，本底真空1.2x10??pa！”

“环向场电源准备完毕，励磁电流预设值12kA！”

“冷却系统回路自检通过，一次侧流量、压力正常！”

控制大厅里，汇报声此起彼伏。

这块区域被划分为三个功能分区：左侧是等离子体控制台，四位等离子体物理专业的操作员盯着数十个实时参数，右侧是诊断数据区，七八个屏幕上跳动着电子温度、密度、约束时间等关键指标。

正中央的主操作台则属于灵彩，面前三块曲面屏铺开，中央主屏显示着pFm-EN模块的实时状态，左侧是冷却系统参数，右侧是声发射、热电偶和电阻率探头的联动监测画面。

再前面的钢化玻璃窗外，EASt装置的巨大真空室在幽暗的灯光中沉默着，环形磁体的冷色反光照亮了周边的设备，如同一头沉睡远古巨兽的心脏。

这是全超导托卡马克核聚变实验装置，过去几个月里，它已经数次刷新世界纪录，只不过这些数据都没有发表。

如果无法做到常态化运行，核聚变终究只是人类遥不可及的梦想，他们已经受够了每次只有十几秒的突破。

而现在，它即将真正迈上第一步。

“潘院士。”灵彩微微侧身，向站在她身后半步位置的长者点了点头。

潘远舟，中科院等离子体物理研究所副所长，EASt装置实验运行总负责人。

年过花甲的他身形清瘦，花白的头发梳理得一丝不苟，穿着一件深灰色的夹克衫，胸口别着中科院的徽章，他是灵彩博士生导师的同门师弟，按照辈分，灵彩应该叫他一声师叔。

作为国家重点项目的核聚变项目，自然不会只有灵彩一人牵头，这里群星荟萃。

“灵彩啊，你觉得结果会怎么样？”潘远舟的语气带着几分调侃：“你有信心吗？”

灵彩没有转头：“我的材料在模拟中性能非常优越，如果这都不行，恐怕世界上就再无其他材料可行了。”

潘远舟愣了一下，随即无奈的摇头。

他也颇为认同灵彩的观点。

灵彩的目光落在屏幕上的EN模块三维模型上，那是一个半透明的绿色结构，微通道冷却网络在模块内部蜿蜒穿梭，每一根管道的流道设计都经过计算流体力学反复拓扑优化，力求在有限的冷却剂流量下，将模块面向等离子体一侧的温度梯度控制在最小。

这块精致的第一壁从热沉层到不锈钢背板，每一个界面都经过了严格的热匹配设计，热膨胀系数的差异经过精密计算，以确保在剧烈的热循环中不会产生过大的界面热应力。

聚变堆第一壁的工况极其恶劣，面向等离子体的一侧要承受高达数mwm2的表面热负荷，同时还要承受来自聚变反应的高能中子辐照，那些14.1meV的中子会将合金原子从晶格位置撞离，在材料内部产生级联碰撞，引发数以万计的原子位移，日复一日，累积成致命的辐照损伤。

ItER装置的设计寿命期内，第一壁材料要承受的辐照损伤仅有3到5个dpa，但对于商用聚变堆而言，材料需要承受的辐照损伤将高达300到400个dpa。

这就是为什么聚变界对第一壁材料的需求如此迫切，为什么仅仅依靠原来的铍铜合金方案，远远不足以支撑未来的聚变能源梦想。

EN材料的出现，就像是人类最后的希望，普罗米修斯将希望的火种从神界偷窃，交给了人类用来取暖。

但光能否照进现实，取决于它能不能真的站上第一线。

“各就各位，倒计时。”

主控室里，喧闹迅速平静，气氛骤然收紧。

显示屏上，倒计时数字跳动着：10、9、8……

灵彩的手悬停在键盘上方，随时准备按下按钮，这不是她第一次参与EASt实验，甚至不是她第一次主持材料测试模块的运行，但之前的每一次，她都能预估到大致的结果，这是她敏锐的科研直觉告诉她的。

但这一次她的呼吸有些沉重。

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