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科学岛实验室,萧易的办公室中。
看着电脑上面模拟出来的一种新的碳结构,萧易摩挲着下巴,嘴角微微露出了笑意。
这种新的碳结构,主要是组成了一种三层形态的结构,碳原子整齐地分布在这三层上。
当然,这是不是最主要的,最主要的还是在这些碳原子之间所形成的化学键,相当的错综复杂,整体看上去,三层的碳原子,就仿佛形成了一个麻花辫一样。
也正是因为这样的结构,萧易现在就简单地将其命名为麻花碳。
嗯……或许也有点他的恶趣味在里面吧。
假如这种材料最后真的造出来,并且成为了核聚变最重要的材料。
他也很想知道,到时候人们要如何理解这个名字。
不过,话说回来,虽然它看上去就像是个类麻花辫结构,但实际上,从整体的角度来看,就能够发现其最终形成的晶格结构,非常的具有规律,并且呈面对称性。
而这样的晶格结构,则让麻花碳,拥有了其他普通结构所没有的特性:超高的晶格振动传递性。
在固体材料中,温度在微观领域主要就体现在晶格的振动上面。
固体材料中的原子会排列成有序的晶格结构,当温度升高或者受到外部影响时,这些原子会开始振动,这些振动可以被量子化为声子,而声子就是热和声在固体中传播的主要载体。
而晶格振动传递性越高,那么其导热性能也就越强。
在麻花碳这种全新的结构下,其热导率甚至比当前世界上热导率最强的材料金刚石,都还要高上数倍。
当然,金刚石就是钻石,其也是碳,现在萧易研究出来的这个全新的结构,也是由碳所组成,因此其所拥有的超高导热性,也并不完全是巧合。
不过,仅仅只是高导热性,还并不够,就像是他在之前就已经明确过的一样,想要成为第一壁材料,仅仅只是有导热性还不够。
在面对高能粒子冲击的时候,又要如何才能够抵挡的住呢?
这就是麻花碳结构的另外一个特性了。
要知道的是,碳的另外一个形态,石墨,本身就可以作为核反应堆中的中子减速剂,碳原子与快速中子碰撞,将中子的动能转化为热能,使中子速度减慢。
而在麻花碳的结构下,其因为本身的致密性,以及那错综复杂的结构,当碳原子和高能中子相撞时,其吸收的动能就能够迅速地向周围其他的碳原子传递开来,直到最后,那些高能中子的能量,就会被均匀地分布在整个结构之中,之后,外围的冷却剂就会发挥作用,将这些热能给全部吸收。
如此一来,高能中子再想要轻松地撞开整个第一壁材料,就变成了不可能。
“就像是鸡蛋一样。”
萧易微微一笑。
“当用力去握鸡蛋的时候,却不能轻易地将其捏碎。”
“而主要原因就是,鸡蛋壳将所受到的力,能够均匀地分散到整个蛋壳上面。”
不过,鸡蛋壳能够承受捏的力,但是却承受不了磕一下的力,因为磕鸡蛋的时候,其受力点就变小了,最终受到的力也就不能均匀地传递到整个鸡蛋壳的上面。
但是,麻花碳的结构,却就可以做到将一个点上受到的力,完全传递到整个结构之中。
当然,即使是去捏鸡蛋,如果捏的力气超过了其能够承受的极限,那么最终鸡蛋壳也还是会直接碎开。
不过,对于麻花碳来说,就不用担心了。
反正氘氚聚变反应生成的b中子能量是可以计算出来的,然后再计算出这些能量多久能够被麻花碳全部吸收,以及多大体积的麻花碳能够稳定地吸收这些高能中子的能量,如此一来,他们就可以制造出模块化的麻花碳壁,从而稳定、长时间地抵抗住高能中子。
在这种情况下,唯一能够破坏麻花碳结构的情形,就只有单一的碳原子在短时间内连续遭到多颗高能中子的冲击,才会导致其因为无法迅速地将吸收的动能传递出去,从而导致中子被破坏。
不过,这种几率是相当小的,毕竟要知道的是,原子并不是一个球,其内部是相当空旷的,因此绝大多数情况下,中子都会直接穿过材料的表面层,撞在里面的原子核上面,甚至还有一定几率中子会直接穿过整个第一壁材料。
也正因为如此,所以在托卡马克装置的外层,还会装上一层中子屏蔽材料,就是为了吸收这些能够穿过重重材料还能泄露出来的中子,从而避免对工作人员带来辐射危险。
辐射容易让人出现癌症,就是因为像中子这样的亚原子粒子直接穿过人的细胞,然后直接破坏了细胞dna内部的原子,使得dna直接发生突变,之后细胞如果不能及时地被dna损伤机制所修复,又不断地进行分裂、增殖,于是癌变的风险便提升了。
当然,也正是因为中子的体积很小,而原子核的体积也同样很小,因此当中子进入到第一壁材料内部的时候,是很难发生多个高能中子同时撞在单个原子的原子核上面的。
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