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现在研发出石墨烯可以作为核聚变的关键材料吗? 第1页

  

user avatar   jiehou1993 网友的相关建议: 
      

早期的聚变堆第一壁很多都是用石墨的,因为石墨其实有不少优点:

  • 碳作为低原子序数元素,进入等离子体后带来的热辐射损失较小,不容易引起等离子体破裂
  • 碳是一种低活化元素,在大剂量中子辐照下也不容易产生长半衰期核素
  • 石墨的热导率很高,室温下大概300 W/m/K[1],比钨的热导高了接近一倍
  • 熔点高,热力性能好
  • 便宜

但是缺点也很明显:

  • 抗溅射能力很差,抗化学腐蚀能力差,导致大量碳元素会进入等离子体
  • 聚变堆的氚是要循环利用的,但石墨跟氢的亲和力太强,会大量的吸收氚燃料,破坏氚自持

虽然碳的优点很多,但这两点缺点是致命的,并且短期内看不到解决的希望。所以现在的石墨第一壁已经越来越少了。

目前公认的候选材料是钨基材料,低能等离子体下钨的抗溅射/腐蚀能力还不错,并且钨是跟氢亲和力最低的金属,抗氚滞留能力吊打石墨。

至于石墨烯,由于其极高的比表面积,吸氢能力比石墨本身还要高出一大截,放聚变堆里面的话氚滞留直接爆炸了好么,用来当第一壁大概是没戏的。

参考

  1. ^丁孝禹, 李浩, 罗来马, 黄丽枚, 罗广南, 昝祥, 朱晓勇, and 吴玉程. "国际热核试验堆第一壁材料的研究进展." (2013). http://www.mat-test.com/ViewFull0.htm?aid=OJ150319002605sZv2y5



  

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