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氧化铝纳米陶瓷涂层助力聚变堆商业发电?

文章出处:wzfb1234 人气:发表时间:2017-08-15 15:15

                                                                                                                        氧化铝纳米陶瓷涂层助力聚变堆商业发电?
    辐射可以说是核能发展的拦路虎。在高剂量水平的辐照下,很多材料会硬化或裂解。日前,在与意大利理工学院的研究人员合作下,威斯康星大学麦迪逊分校研究出了能够承受液态金属腐蚀效应的氧化铝纳米陶瓷涂层(精密陶瓷的一种),不仅能承受高剂量辐射,而且越辐照越坚挺,有望在聚变堆上大有用武之地。
                                                                                                                                                   精密陶瓷零件
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  01聚变
    核反应堆有两种类型:裂变堆与聚变堆。
    目前,用于商业发电的只有可控的裂变堆。聚变堆要求达到太阳内部的温度和密度,条件过于严苛,实现难度较大,目前还不能用于商业发电。
聚变反应本质上是两个轻原子核聚(通常是氢的同位素)合成较重的原子核,它所释放出的能量比裂变反应要大得多。聚变作为一种清洁的可再生能源,应用前景非常诱人,一直被视为人类的终极能源。
 
 02进步
    冷却系统是反应堆的重要组成部分,现役反应堆多用水作为冷却剂。但为了实现更高的能量效率和经济效益,新一代反应堆的温度提升了很多。因此相较于水,更理想的冷却剂是液态金属,例如液态钠与液态铅(金属有更好的导热性)。
    “金属材料(钠、铅等)通常是新型反应堆首选,然而反应堆的结构材料通常无法承受这些金属的高温腐蚀,腐蚀是一种表面现象,所以作为涂层的材料必须在受辐照后不发生脆化” ,但液态金属却对反应堆有副作用,威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员解释道。
    该研究已经发表在了《Scientific Reports》上。核电产业链中,氧化铝往往应用于核心装置的外部隔热模块。这种涂层不但耐腐蚀,受辐照后反而耐受性更强,这不仅让人类又向聚变能源迈进了一小步,也给氧化铝应用带来了新的可能。
    
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