第81章 超导石墨烯导线
“唉！” 看着屏幕上那璀璨的光带熄灭，仿星器开始逐渐停止运转，实验室内所有人都不由叹了口气，眼中有些失望。 95秒，离第一次根据等离子体湍流模型进行调整优化制定的百秒目标只差5秒。 “大家加快数据收集整理，另外检查设备状况。” 明日仿星器停止，张晴第一时间站起来吩咐道：“时间95秒，没有达到一开始的期望值，但试验也很成功。 等设备检查没问题我们再启动试验，获取当前的数据进行下一次调整，下一次调整过后约束时间突破5分钟没问题！” 在张晴的声音下，整个实验室所有研究员按照各自的分组快速动了起来。 “陆陆。”吩咐完成，张晴犹豫了下，走到向陆毅身边。 “怎么了？”陆毅有些奇怪的询问。 “我想停止氘氚聚变实验，该用氢，等控制方案更优化了，等离子约束更优化了再进行实际聚变试验。” 张晴对陆毅说出自己想法，这段时间实验室的开销她大概看了下，不算人员工资和电力损耗，单仿星器组件的损坏更换、氚元素的采购…… 单这三项加起来，费用支出超过了600万美元，这钱花的太恐怖了。 联想到其他研究所现阶段研究都是使用氢，氚很少乃至不使用，所以张晴这才有了这个想法。 氢的聚变温度，如果没有太阳核心内部的恐怖压力，想要发生聚变至少需要10亿摄氏度以上，这一个温度是人类所有可控核聚变装置都无法达到的温度。 所以使用氢做试验，那仿星器就不会发生核聚变反应，这样除了有等离子穿透磁场照射内壁外，并不会产生中子辐射。 没有了中子辐射，内壁材料的耗损速度将下降近十倍，另外价格惊人的氚元素也能省下来。 按照张晴的计算，如果使用氢做实验，实验成本至少能下降10倍到12倍。 “可以，我让徐莹暂时不用跟核工业集团采购氚了，不过其他需要花钱的不该省就别省。” 陆毅看出张晴想要省钱的心思，笑了笑算是同意这个提议。 或许十几天花掉了600万美元张晴觉得很恐怖，但楼上负三层还有个可能要花百亿人民币的方案，这样一比较600万美元真心没多大感觉。 氢做实验的缺点，那就是只能研究等离子体的约束，其他偏滤器和内壁材料的耐中子辐照，能量转换，氚滞留，氚的增殖循环等都暂时无法收集数据进行研究。 按照陆毅的想法，现在实验室人员足够也不差经费，直接上同位素氚先完成数据收集，更高的成本带来以后更快的进度完全是可以接受。 不过张晴觉得花钱太厉害想要用氢研究一段时间，等等离子体约束方案更完美了再用氚，那也没问题。 科研过程中灵感很重要，他可不想因为钱影响张晴的状态，让她启动一次试验都犹犹豫豫。 同意了张晴的意见，陆毅跟她聊了几句收了一波满意指数，又接着问道：“现在明日仿星器的温度峰值是多少？能不能达到氦3聚变的需求？” 现在DT聚变释放的主要能量载体是中子流，高辐射和烧开水的应用前景，还有一系列氚滞问题，做陆基发电站和大型核动力设备可以，小型化和移动化还是不行。 另外氦3聚变产生的中子很少，这对偏滤器的压力和需求也能大幅度降低，这可是当前陆毅这边的技术短板。 “峰值能达到1.35亿摄氏度，只不过这个温度对磁场约束压力比较大，还不稳定。” 张晴摇摇头说道：“稳定的最高温度在1.1亿摄氏度左右，这个温度还达不到氦3聚变的需求。” 核聚变有两个要素，温度和压力，太阳中心温度只有数千万摄氏度，但自身重力带来的恐怖压力配合这个温度能让氢元素一直聚变到铁。 可控核聚变温度无法拥有这个压力，那就只能用温度弥补。 1.1亿摄氏度，弥补了压力问题后就只能玩玩氚氘聚变、氦3和氘或者纯氦3聚变暂时还达不到需求。 “我知道了。” 陆毅心中有数，说道：“你和小梦先去忙，我上材料实验室那边看一下，刚才胡哥那边发信息来说有收获了。” “嗯。” 张晴点点头，转身走向控制台和林梦一起分析刚才的试验数据，并宣布下一次试验使用氢元素进行。 从仿星器区域的负五层上到负三层材料实验室，站在门口等待一秒验证权限，陆毅走了进去。 “胡哥，怎么样？” 走进材料实验室，操作台上，一根头发丝大小的细线吸引了陆毅的注意。 “老板，性能很好！” 看到陆毅过来，胡枫拿了一份刚刚出炉的检测报告，激动地道：“超导临界温度101K，超导临界电流是氧化铜超导材料的1.98倍，临界磁场强度是氧化铜的1.69倍，实际导热性能是纯铜的7.61倍！” “导热性能是纯铜的7.61倍？” 陆毅惊讶了下，但随即又恍然，在工业领域，石墨烯本来就经常做为一种昂贵高效的导热剂使用。 导热性能好，意味做冷却使用的液氦系统能大幅度缩小空间，这样仿星器外磁场线圈能更加密集，产生的磁场强度更高。 临界电流和临界磁场参数越好，那意味可以通过更强大的电流，单位空间产生更强大的磁场，这对磁约束的稳定有很大的作用。 陆毅来到隧道扫描显微镜上，看着上面显示的超导石墨烯导线的原子分布结构。 大量的碳原子以六边形的形状，排列形成一张张六格花纹的网，这网的整体形状如菱形，菱角却又带有弧度。 网与网之间纵向错位1.05°的堆叠，沿着垂直方向拉出一条长长的圆柱，整齐的如同一件艺术品。 “胡哥，怎么看这中间没有碳纳米管去掉的圆孔，你们这是改良了实验思路？” 陆毅看了一会儿，指着模拟图像上中间不见圆孔的石墨烯带，有些好奇的询问。 按照开始的实验思路，需要在超导石墨烯生成后，再去掉中间的碳纳米管，这样必定会在中间留下痕迹，但现在什么痕迹都没有。 “是换了实验思路，开始采用的是化学置换溶解和机械剥离的方法。 不过经过实际操作，发现这两种办法都不行。 机械剥离需要在石墨烯刚刚生成固定的瞬间进行剥离，否则中心的碳纳米管就会和石墨烯带相互粘连在一起。 这对时间要求很严格，另外碳纳米管直径太小，操作精度要求也很严格，所以这种办法被淘汰了。 化学置换的方法，因为石墨烯带和碳纳米管都属于碳材料，能置换溶解碳纳米管的化合物也能对生成的石墨烯带造成影响。 经过试验后，这种方法能制备的超导石墨烯导线长度很短，需要多条驳接才能达到宏观需求。 并且因为是置换溶解也会对石墨烯造成影响，导致制备出来的导线很难控制品质，严重的甚至会产生石墨烯层断层从而失去超导性质。 两种办法失败后，经过多次试验研究，最终采用的是把两根碳纳米管生长线并列，却又互相正负调整弯曲弧度。 这一个弯曲弧度刚好能使生长在上面的石墨烯层倾斜0.52°，两根碳纳米管生长线的弧度互相正负，最终才有化学气相沉淀法在两根碳纳米管上定向生长石墨烯层。 初期石墨烯层结构形态未彻底固定之前，缓缓把两根碳纳米管的距离拉开，让石墨烯层沿着拉开的方向继续生长，最终中间重叠部位就能实现1.05°错位重叠的超导石墨烯。 用这一个方法，一开始距离拉开会让石墨烯层生长歪斜，我们试验了12天才找到能够拉生长出数千纳米宽度的石墨烯带，从而完成超导石墨烯导线的制取。 现在老板你看到的是结构稳定后，把非重叠结合部分切割截取后留下的超导石墨烯导线。” 陆毅点点头，问道：“成本呢？成本是多少，改良了制备工艺，那能不能应用到工业大规模制备上面？” 明白了这根超导石墨烯导线的诞生过程，陆毅问题另两个至关重要的问题。 成本，还有能不能工业化批量制备。