第81章 超導石墨烯導線

“唉!”

看着屏幕上那璀璨的光帶熄滅,仿星器開始逐漸停止運轉,實驗室內所有人都不由嘆了口氣,眼中有些失望。

95秒,離第一次根據等離子體湍流模型進行調整優化制定的百秒目標只差5秒。

“大家加快數據收集整理,另外檢查設備狀況。”

明日仿星器停止,張晴第一時間站起來吩咐道:“時間95秒,沒有達到一開始的期望值,但試驗也很成功。

等設備檢查沒問題我們再啓動試驗,獲取當前的數據進行下一次調整,下一次調整過後約束時間突破5分鐘沒問題!”

在張晴的聲音下,整個實驗室所有研究員按照各自的分組快速動了起來。

“陸陸。”吩咐完成,張晴猶豫了下,走到向陸毅身邊。

“怎麼了?”陸毅有些奇怪的詢問。

“我想停止氘氚聚變實驗,該用氫,等控制方案更優化了,等離子約束更優化了再進行實際聚變試驗。”

張晴對陸毅說出自己想法,這段時間實驗室的開銷她大概看了下,不算人員工資和電力損耗,單仿星器組件的損壞更換、氚元素的採購……

單這三項加起來,費用支出超過了600萬美元,這錢花的太恐怖了。

聯想到其他研究所現階段研究都是使用氫,氚很少乃至不使用,所以張晴這纔有了這個想法。

氫的聚變溫度,如果沒有太陽核心內部的恐怖壓力,想要發生聚變至少需要10億攝氏度以上,這一個溫度是人類所有可控核聚變裝置都無法達到的溫度。

所以使用氫做試驗,那仿星器就不會發生核聚變反應,這樣除了有等離子穿透磁場照射內壁外,並不會產生中子輻射。

沒有了中子輻射,內壁材料的耗損速度將下降近十倍,另外價格驚人的氚元素也能省下來。

按照張晴的計算,如果使用氫做實驗,實驗成本至少能下降10倍到12倍。

“可以,我讓徐瑩暫時不用跟核工業集團採購氚了,不過其他需要花錢的不該省就別省。”

陸毅看出張晴想要省錢的心思,笑了笑算是同意這個提議。

或許十幾天花掉了600萬美元張晴覺得很恐怖,但樓上負三層還有個可能要花百億人民幣的方案,這樣一比較600萬美元真心沒多大感覺。

氫做實驗的缺點,那就是隻能研究等離子體的約束,其他偏濾器和內壁材料的耐中子輻照,能量轉換,氚滯留,氚的增殖循環等都暫時無法收集數據進行研究。

按照陸毅的想法,現在實驗室人員足夠也不差經費,直接上同位素氚先完成數據收集,更高的成本帶來以後更快的進度完全是可以接受。

不過張晴覺得花錢太厲害想要用氫研究一段時間,等等離子體約束方案更完美了再用氚,那也沒問題。

科研過程中靈感很重要,他可不想因爲錢影響張晴的狀態,讓她啓動一次試驗都猶猶豫豫。

同意了張晴的意見,陸毅跟她聊了幾句收了一波滿意指數,又接着問道:“現在明日仿星器的溫度峰值是多少?能不能達到氦3聚變的需求?”

現在DT聚變釋放的主要能量載體是中子流,高輻射和燒開水的應用前景,還有一系列氚滯問題,做陸基發電站和大型核動力設備可以,小型化和移動化還是不行。

另外氦3聚變產生的中子很少,這對偏濾器的壓力和需求也能大幅度降低,這可是當前陸毅這邊的技術短板。

“峰值能達到2.93億攝氏度,只不過這個溫度在通過壓縮磁約束的空間能在毫秒內達到,穩定溫度其實就1.24攝氏度。”

張晴搖搖頭說道:“而氦3溫度要6億攝氏度,我們離氦3聚變還有很遠的路要走。”

核聚變有兩個要素,溫度和壓力,太陽中心溫度只有數千萬攝氏度,但自身重力帶來的恐怖壓力配合這個溫度能讓氫元素一直聚變到鐵。

可控核聚變溫度無法擁有這個壓力,那就只能用溫度彌補。

1.24億攝氏度,彌補了壓力問題後就只能玩玩氚氘聚變、氦3和氘或者純氦3聚變暫時還達不到需求。

“我知道了。”

陸毅心中有數,說道:“你和小夢先去忙,我上材料實驗室那邊看一下,剛纔胡哥那邊發信息來說有收穫了。”

“嗯。”

張晴點點頭,轉身走向控制檯和林夢一起分析剛纔的試驗數據,並宣佈下一次試驗使用氫元素進行。

從仿星器區域的負五層上到負三層材料實驗室,站在門口等待一秒驗證權限,陸毅走了進去。

“胡哥,怎麼樣?”

走進材料實驗室,操作檯上,一根頭髮絲大小的細線吸引了陸毅的注意。

“老闆,性能很好!”

看到陸毅過來,胡楓拿了一份剛剛出爐的檢測報告,激動地道:“超導臨界溫度101K,超導臨界電流是氧化銅超導材料的1.98倍,臨界磁場強度是氧化銅的1.69倍,實際導熱性能是純銅的7.61倍!”

“導熱性能是純銅的7.61倍?”

陸毅驚訝了下,但隨即又恍然,在工業領域,石墨烯本來就經常做爲一種昂貴高效的導熱劑使用。

導熱性能好,意味做冷卻使用的液氦系統能大幅度縮小空間,這樣仿星器外磁場線圈能更加密集,產生的磁場強度更高。

臨界電流和臨界磁場參數越好,那意味可以通過更強大的電流,單位空間產生更強大的磁場,這對磁約束的穩定有很大的作用。

陸毅來到隧道掃描顯微鏡上,看着上面顯示的超導石墨烯導線的原子分佈結構。

大量的碳原子以六邊形的形狀,排列形成一張張六格花紋的網,這網的整體形狀如菱形,菱角卻又帶有弧度。

網與網之間縱向錯位1.05°的堆疊,沿着垂直方向拉出一條長長的圓柱,整齊的如同一件藝術品。

“胡哥,怎麼看這中間沒有碳納米管去掉的圓孔,你們這是改良了實驗思路?”

陸毅看了一會兒,指着模擬圖像上中間不見圓孔的石墨烯帶,有些好奇的詢問。

按照開始的實驗思路,需要在超導石墨烯生成後,再去掉中間的碳納米管,這樣必定會在中間留下痕跡,但現在什麼痕跡都沒有。

“是換了實驗思路,開始採用的是化學置換溶解和機械剝離的方法。

不過經過實際操作,發現這兩種辦法都不行。

機械剝離需要在石墨烯剛剛生成固定的瞬間進行剝離,否則中心的碳納米管就會和石墨烯帶相互粘連在一起。

這對時間要求很嚴格,另外碳納米管直徑太小,操作精度要求也很嚴格,所以這種辦法被淘汰了。

化學置換的方法,因爲石墨烯帶和碳納米管都屬於碳材料,能置換溶解碳納米管的化合物也能對生成的石墨烯帶造成影響。

經過試驗後,這種方法能製備的超導石墨烯導線長度很短,需要多條駁接才能達到宏觀需求。

並且因爲是置換溶解也會對石墨烯造成影響,導致製備出來的導線很難控制品質,嚴重的甚至會產生石墨烯層斷層從而失去超導性質。

兩種辦法失敗後,經過多次試驗研究,最終採用的是把兩根碳納米管生長線並列,卻又互相正負調整彎曲弧度。

這一個彎曲弧度剛好能使生長在上面的石墨烯層傾斜0.52°,兩根碳納米管生長線的弧度互相正負,最終纔有化學氣相沉澱法在兩根碳納米管上定向生長石墨烯層。

初期石墨烯層結構形態未徹底固定之前,緩緩把兩根碳納米管的距離拉開,讓石墨烯層沿着拉開的方向繼續生長,最終中間重疊部位就能實現1.05°錯位重疊的超導石墨烯。

用這一個方法,一開始距離拉開會讓石墨烯層生長歪斜,我們試驗了12天才找到能夠拉生長出數千納米寬度的石墨烯帶,從而完成超導石墨烯導線的製取。

現在老闆你看到的是結構穩定後,把非重疊結合部分切割截取後留下的超導石墨烯導線。”

陸毅點點頭,問道:“成本呢?成本是多少,改良了製備工藝,那能不能應用到工業大規模製備上面?”

明白了這根超導石墨烯導線的誕生過程,陸毅問題另兩個至關重要的問題。

成本,還有能不能工業化批量製備。

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