Capítulo 530: No arruines el tuyo, arruina a otros

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Hou Jinli no tenía idea de cuántas veces había fallado.

Al principio, solo estaba preparando el material SG-1 en el laboratorio y estaba interesado en los residuos esperados generados en el experimento.

En comparación con los materiales de grafito ordinarios, ese desperdicio se sentía bastante especial en sus manos.

Estas fueron las conclusiones que sacó de los experimentos. Descubrió que la razón por la cual este producto de desecho se sentía tan especial era que tenía una capa de barrera de aerogel de malla porosa en su superficie.

Hablando honestamente, este resultado lo decepcionó. Después de todo, los aerogeles de malla porosa hechos de grafeno no eran un método de investigación particularmente nuevo. Incluso se podría afirmar que se utilizaron métodos similares en materiales de electrodos.

Sin embargo, este fue el primer proyecto de investigación que solicitó de forma independiente en su vida. Este fue también el primer proyecto de investigación en el que trabajó después de venir a este instituto de investigación, por lo que no quería darse por vencido tan fácilmente.

Por lo tanto, después de descubrir que el aerogel poroso en sí no tenía características especiales, continuó realizando una investigación exhaustiva sobre su uso como medio dispersante y observando su fase dispersa.

Todo este proceso fue desesperante.

Incluso le hizo dudar de toda su vida.

Afortunadamente, no se rindió.

Utilizó el aerogel de malla porosa preparado a partir de grafeno como agente endurecedor. Lo combinó con cerámica de carburo de silicio, ¡y sucedió un milagro!

El aerogel de malla porosa no era un agente endurecedor particularmente superior en comparación con otros materiales, al menos cuando uno lo comparaba con materiales de endurecimiento similares.

Sin embargo, sus propiedades térmicas lo entusiasmaron tanto que no pudo evitar gritar en el laboratorio.

Hou Jinli inmediatamente terminó de escribir el informe experimental y lo entregó a la oficina del instituto.

El día después de que se presentó este informe experimental, llegó al escritorio de Lu Zhou …

…

Aunque muchos inventos interesantes fueron creados por accidentes, este accidente en particular fue más inesperado de lo habitual.

Lu Zhou miró el informe experimental. Estaba intrigado.

"Interesante."

El informe se dividió en dos partes.

La primera parte fue sobre la preparación del aerogel de malla porosa.

(Usando óxido de grafeno como material base, prepare 1-2 mg / ml de solución de óxido de grafeno, luego agregue el agente reductor, agite durante 5-10 minutos. Después de eso, caliéntelo a 90-160 Celsius durante 30-45 minutos, tome sáquelo e inmediatamente póngalo en el congelador durante cuatro horas. Después de eso, sáquelo, luego continúe reduciendo y descongelando a alta temperatura durante 5 horas. Finalmente, lávelo varias veces y séquelo … Este fue el método para crear el aerogel de malla porosa.)

La segunda parte del informe fue la parte crucial de todo el experimento.

En el experimento, Hou Jinli y su equipo de investigación utilizaron la deposición de la capa atómica para unir químicamente el aerogel de malla porosa, que se preparó a partir de grafeno, a una capa cerámica de carburo de silicio. Por lo tanto, les permite obtener un compuesto cerámico de grafeno especial.

Mirando su microestructura, este material parecía que la capa de grafeno en forma de panal estaba conectada a una capa de cerámica en el medio. Estas moléculas de grafeno en forma de panal estaban fuertemente unidas a las moléculas de carburo de silicio.

Según los resultados del experimento de la prueba de alta temperatura, en un entorno sin oxígeno, ¡este compuesto especial de cerámica de grafeno fue capaz de soportar una temperatura de 3.200 grados!

No solo tenía excelentes propiedades de resistencia al calor, sino que el material también tenía un pequeño coeficiente de expansión. También tenía notables propiedades de anisotropía y conductividad térmica.

Lo que significaba que la energía térmica se podía transmitir fácilmente a través de su sección transversal, y no se transmitía fácilmente a través de su dirección vertical.

Aparte de esto, también tenía una alta resistencia a la tracción y a la compresión, sin mencionar la resistencia al estrés térmico.

En cuanto a estos datos, este material podría considerarse excelente.

Yang Xu miró la cara intrigada de Lu Zhou y preguntó: "¿Es este el material que necesitas?"

"Difícil de decir." Lu Zhou dejó el informe experimental y se recostó en la silla de su oficina antes de decir: "Pero este informe me proporcionó una nueva idea".

Yang Xu: "¿Idea?"

"Así es." Lu Zhou asintió y contempló por un momento. Él dijo: “Al principio, pensé que los materiales cerámicos no son adecuados para la primera pared, debido a sus pobres propiedades de disipación de calor. Pero mirándolo desde otro punto de vista, cuanto menor sea el rendimiento de transferencia de calor perpendicular, mejor ”.

Yang Xu: "¿Qué te hace pensar eso?"

"Debido al sistema de recuperación de neutrones de litio líquido". Lu Zhou sonrió y dijo: “Debido a la conductividad térmica de los compuestos de fibra de carbono, debemos considerar agregar otra capa de aislamiento térmico entre el compuesto de fibra de carbono y el litio líquido. De lo contrario, las temperaturas de 3000 grados vaporizarían la capa de litio líquido que utilizamos para la recuperación de neutrones ".

La diferencia de temperatura de la primera pared y la capa de litio líquido fue una de las principales dificultades en el reactor.

La conductividad térmica no podría ser demasiado débil ni demasiado fuerte. Mirándolo desde este punto de vista, la fibra de carbono se quedó bastante atrás.

En contraste, la anisotropía y el rendimiento térmico de este nuevo material fueron bastante prometedores. El debilitamiento de la transferencia de energía térmica de la sección transversal vertical podría proporcionar un tiempo de amortiguación suficiente para que la unidad de enfriamiento externa surta efecto.

En cuanto a la disipación de calor del material estructural, eso podría resolverse “insertando un tubo de transferencia de calor en la estructura y descargando el calor transferido desde la dirección de la sección transversal”.

Aunque Yang Xu no entendió mucho sobre el proyecto de fusión, la explicación de Lu Zhou fue lo suficientemente simple como para que Yang Xu la entendiera.

Sin embargo, a pesar de que se resolvió el problema térmico, también había otro problema importante …

¿Y la radiación de neutrones? Esa es la parte más importante, ¿verdad? "

Lu Zhou lo escuchó y suspiró. "Tienes razón, esa es la parte importante. Aunque este material es adecuado en todos los demás aspectos, su propiedad resistente a la radiación de neutrones … Tenemos que probarlo antes de saberlo ".

Tanto el carburo de silicio como el material de grafeno tenían núcleos estables. El enlace covalente carbono-silicio era mucho más estable que el enlace metálico. Además, la permeabilidad de los neutrones a través de estos dos materiales contra el haz de neutrones también fue una ventaja.

Al menos, así era … en teoría.

En realidad, el daño causado por la radiación de neutrones al material no solo causaría cambios en los núcleos de los átomos, sino que también destruiría los enlaces químicos internos, además de causar daños físicos básicos al material.

Todos estos factores no se pudieron calcular solo con la teoría, tuvieron que sacar conclusiones de los experimentos.

El único problema era que …

No pudieron probar esto.

Yang Xu tenía una sonrisa dolorosa en su rostro cuando dijo eufemísticamente: "Este experimento no es fácil de hacer".

La prueba de rendimiento de radiación antineutrón fue una de las pruebas de materiales más difíciles en el campo de la ciencia de los materiales.

Los experimentos normales contra la radiación fueron relativamente fáciles de hacer, los núcleos podrían irradiarse golpeándolos con partículas alfa.

La razón por la cual fue difícil investigar el primer material de pared para un reactor de fusión controlable fue porque no había ningún equipo en el mundo que pudiera manejar la prueba de radiación.

Había 14MeV de neutrones golpeando constantemente la muestra, ¿qué tipo de equipo experimental podría manejar esto?

Las partículas alfa normales no estaban cerca de tener tanta energía.

¡Incluso el generador de energía de fisión nuclear en Daya Bay tenía un grado anti-radiación de dos magnitudes por debajo del del reactor de fusión!

En cuanto al acelerador …

Eso sería una tontería. Nadie había oído hablar de acelerar los neutrones directamente. Si alguien pudiera hacerlo, sería el rey del mundo de la física teórica.

En cuanto a la aceleración indirecta utilizando el método del núcleo de deuterio, sí fue posible. Sin embargo, sería mejor obtener la energía de disparar partículas alfa en la lámina de metal. La única ventaja de la primera era que el haz de neutrones tenía un camino más estable.

Lu Zhou pensó en todo esto y sintió que estaba atrapado. Sus dedos tocaron suavemente su escritorio y comenzó a preguntarse.

¿Debo hacer que la máquina STAR "sufra" nuevamente?

En teoría, es posible.

Pero esto limita la tasa de experimentos a una vez al mes, ¿el precio a pagar es demasiado alto?

Después de todo, solo hay un stellarator en China.

La Corporación Nuclear Nacional de China está estudiando cómo construir uno propio. Si nuestro propio equipo se arruina, entonces se acabaría.

Sin embargo, una bombilla se encendió de repente en la mente de Lu Zhou, y se dio una palmada en la frente.

¡Mierda!

Solo pensé en arruinar mi stellarator, ¡me olvidé del tokamak!

Aunque su tiempo de confinamiento no es largo, ¡al menos funciona!

Solo hay un stellarator en China, pero hay muchos tokamaks …