為何中子屏蔽不能放在超導磁鐵及真空腔體內部呢?我搜了一下_風聞
基于事实与逻辑-08-27 09:59
【本文來自《中國新一代人造太陽,突破多項關鍵技術難題》評論區,標題為小編添加】
- 天天睡到自然醒
- 那就麻煩這朋友説清楚他反對的理由,我沒看到。不懂沒關係,但扮懂而且是全盤否定,還是核聚變能否商用這不是一般老百姓可以插嘴的事,人云亦云,我用常識噴這留言。
我原來的理解是託卡馬克的本身的困難只是等離子體約束上的大量艱鉅工程難題。沒有想到過中子屏蔽的問題。
但是還是有些不解之處,為何中子屏蔽不能放在超導磁鐵及真空腔體內部呢?
我google了一下ITER的設計,似乎目前托克馬克的概念都是把中子俘獲吸收材料及gamma屏蔽材料放在腔體裏面,,是第一層最直接接觸到等離子體的設備。中子屏蔽體會有1m厚度以上,俘獲中子後會產生大量熱量被屏蔽材料中的冷卻水管迴路吸收熱量,將熱量帶出托克馬克來發電。
長期運行時中子屏蔽材料肯定不可避免會被中子輻照損傷並活化帶有放射性,從一些托克馬克的新聞照片來看,那些屏蔽材料都是磚塊一樣,應該可以較為方便的拆下替換。
本身中子材料應該不貴,所以看起來中子並不是目前最大的問題。
您提到如果為了發電,中子吸收這一步必須放在托克馬克外面,這是為何呢?
王孟源:中子的穿透力很強,這是因為它是電中性的,所以所謂的中子屏蔽,衹能靠原子核藉強作用力來與之反應。但是強作用力的距離很短,反應截面很小;反應截面最大的是氫原子核,所以水是很好的中子減速劑。
理論上可以把水管裝在磁綫圈內部,但是這就有了新的問題:1)磁場必須做得更大更強,但是人造磁場是有極限的;2)內壁或許可以用磚塊,但是水管卻是承力結構(裏面是極高壓超臨界水)。
仔細想想,中子攜帶了核聚變反應後的大部分動能,電廠必須把它吸收到水裏,所以你看到的那些磚塊並不是用來屏蔽中子的,而是用來屏蔽等離子的。這是因為等離子體遵守波茨曼分佈,不論磁場多強,總有一些離子的動能特別高,能夠突破電磁障壁。
因此,真正的中子屏蔽其實正是那些水管,問題的核心也就在這些水管,它們不但是承力結構,還承受了全劑量的中子轟擊,因此必須經常更換。人類還沒有發明能在高放射性環境下,經常更換承力結構的技術。
這些水管是遠遠不足以屏蔽全部中子輻射的,所以連磁綫圈也會需要定期更換,衹不過是沒有像水管那麼頻繁;不過總體來看,仍然是每隔幾個月就必須把已受高輻射污染的整個反應器拆開重建。人類若是有這個技術,還是先把車諾比和福島的反應爐清理一下吧。
正文裏的那句話的確寫得太簡略了,我已更正。