为何中子屏蔽不能放在超导磁铁及真空腔体内部呢?我搜了一下_风闻
基于事实与逻辑-08-27 09:59
【本文来自《中国新一代人造太阳,突破多项关键技术难题》评论区,标题为小编添加】
- 天天睡到自然醒
- 那就麻烦这朋友说清楚他反对的理由,我没看到。不懂没关系,但扮懂而且是全盘否定,还是核聚变能否商用这不是一般老百姓可以插嘴的事,人云亦云,我用常识喷这留言。
我原来的理解是托卡马克的本身的困难只是等离子体约束上的大量艰巨工程难题。没有想到过中子屏蔽的问题。
但是还是有些不解之处,为何中子屏蔽不能放在超导磁铁及真空腔体内部呢?
我google了一下ITER的设计,似乎目前托克马克的概念都是把中子俘获吸收材料及gamma屏蔽材料放在腔体里面,,是第一层最直接接触到等离子体的设备。中子屏蔽体会有1m厚度以上,俘获中子后会产生大量热量被屏蔽材料中的冷却水管回路吸收热量,将热量带出托克马克来发电。
长期运行时中子屏蔽材料肯定不可避免会被中子辐照损伤并活化带有放射性,从一些托克马克的新闻照片来看,那些屏蔽材料都是砖块一样,应该可以较为方便的拆下替换。
本身中子材料应该不贵,所以看起来中子并不是目前最大的问题。
您提到如果为了发电,中子吸收这一步必须放在托克马克外面,这是为何呢?
王孟源:中子的穿透力很强,这是因为它是电中性的,所以所谓的中子屏蔽,衹能靠原子核藉强作用力来与之反应。但是强作用力的距离很短,反应截面很小;反应截面最大的是氢原子核,所以水是很好的中子减速剂。
理论上可以把水管装在磁綫圈内部,但是这就有了新的问题:1)磁场必须做得更大更强,但是人造磁场是有极限的;2)内壁或许可以用砖块,但是水管却是承力结构(里面是极高压超临界水)。
仔细想想,中子携带了核聚变反应后的大部分动能,电厂必须把它吸收到水里,所以你看到的那些砖块并不是用来屏蔽中子的,而是用来屏蔽等离子的。这是因为等离子体遵守波茨曼分布,不论磁场多强,总有一些离子的动能特别高,能够突破电磁障壁。
因此,真正的中子屏蔽其实正是那些水管,问题的核心也就在这些水管,它们不但是承力结构,还承受了全剂量的中子轰击,因此必须经常更换。人类还没有发明能在高放射性环境下,经常更换承力结构的技术。
这些水管是远远不足以屏蔽全部中子辐射的,所以连磁綫圈也会需要定期更换,衹不过是没有像水管那么频繁;不过总体来看,仍然是每隔几个月就必须把已受高辐射污染的整个反应器拆开重建。人类若是有这个技术,还是先把车诺比和福岛的反应炉清理一下吧。
正文里的那句话的确写得太简略了,我已更正。