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起控制反应速度作用,石墨具有良好的中子减速性能,最早作为减速剂用于原子反应堆中。
并且作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,所以杂质含量不应超过几十个ppm。
而ppm的俗称,就是“百万分之一”。
正是因为有这些限制,所以核反应堆就不可能做小,这也就是我们会有核航母、核潜艇,却没有核动力飞机的原因所在了,因为以飞机的体型,压根就没有办法放下反应堆所需的维持设备。
核裂变要实现自我维持的链式反应(反应产生的中子能继续引发裂变)需要核燃料达到一定的临界质量。
如果核燃料低于临界质量那裂变反应就无法维持下去,只能通过外部强中子源引发。所以这限制了核反应堆的大小。
还有就是辐射屏蔽问题,裂变反应会释放出各种危险的电离辐射,例如beta辐射、中子辐射、x射线、伽马射线等,后三者的穿透力都不小,都没办法轻松屏蔽。
这就进一步让核反应堆难以小型化,就连灯塔国的nasa方面搞的最轻巧的太空反应堆也差不多有2吨。
也正是因为这样,核反应堆自然也就不可能搭载在钢铁战甲的身上了。
至于《钢铁侠》电影中的方舟反应堆......
虽然刘锋有托尼的能力,但是按照目前的科技水平的话,这也是几乎不可能实现的事情。
首先在电影中,方舟反应堆只有直径十公分左右的大小,这就非常的不符合常理了!
因为方舟反应堆的原理其实和核反应还是有些关联的,它们在运作的时候,都会发出大量的热量!
而在电影中,托尼只不过是有磁场的能力,就很好的抵消了这股能量。
为了获得强磁场,需要在线圈里通上强电流,所以就要用超导材料做线圈。
聚变堆的功率密度正比于磁场的四次方。也就是说,磁场强度越高,产出同样功率需要的尺寸就越小。
如果按照这个理论的话,那么为了造出方舟反应堆这样小的聚变堆,只需要使劲堆磁场强度就行了?
但很可惜的是,超导材料能提供的磁场存在一个天花板,也被称为临界磁场强度。
超过这个磁场强度,材料就失去超导性能,在欧姆定律下强大的电流会瞬间烧毁线圈。
首先方舟反应堆应该是核聚变。
因为核裂变问题目前还处于实验室阶段,也就是实现反应阶段,装置也极其之大,差不多就是电影中托尼公司那个,而且实际上它并不怎么能发电......
而之前有些国家用这种类似的装备,实现了维持几十秒的时间。
温度好像是五千万度。当然也只是维持了几十秒钟而已。
而且这种设备就算制造出来,估计也得有半个足球场大小了。
所以如果想要走这条路的话,第一件事要解决的就是为了缩小反应堆尺寸,就得研发新的超导材料,想办法提高材料的临界磁场强度。?
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