我們現(xiàn)在離無碳聚變發(fā)電又近了一步

對于所謂的“貴族”氣體，氦氣一直是使聚變能實用化的最大障礙之一。氦已經(jīng)腐蝕了曾經(jīng)用來制造反應(yīng)室的每一種材料——或者直到最近發(fā)現(xiàn)仍然受到氦腐蝕的納米復(fù)合材料，但它似乎很好地引導(dǎo)了損壞，以至于聚變能可能是更接近成為一種實用的能源選擇。

恒星本質(zhì)上是聚變反應(yīng)堆。在恒星內(nèi)部，成對的質(zhì)子碰撞在一起并融合成氘（氫的兩種形式之一）。當(dāng)它們?nèi)诤蠒r，它們會發(fā)射一個正電子和一個中微子。正電子遇到電子，兩者相互湮滅，產(chǎn)生伽馬射線，這是太陽光的最終來源。同時，雜散的質(zhì)子與氘原子碰撞，形成氦（He）。

氦與其他稀有氣體一樣，是無色、無味和惰性的。它沒有毒性，也不是溫室氣體。這通常會使它成為一種完全無害的副產(chǎn)品。但氦氣也非常輕，正因為如此，它往往會潛入并穿過大多數(shù)其他材料。這對恒星沒有任何影響，但當(dāng)科學(xué)家在反應(yīng)堆內(nèi)進(jìn)行聚變時，這是一個重大問題。

在聚變反應(yīng)堆中，氦氣泡進(jìn)入安全殼壁，積聚成氣泡，最終從材料中滲出，最終在外壁上產(chǎn)生水泡，通常會破壞材料的結(jié)構(gòu)完整性。研究人員將核聚變系統(tǒng)中的影響描述為“毀滅性的”。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員嘗試了不同的處理技術(shù)，試圖找到一些可能不受氦腐蝕的材料組合。基于之前實驗中不同材料的反應(yīng)，研究人員決定嘗試一種釩銅釩夾層納米層。他們對可能發(fā)生的事情有一些期望，但對結(jié)果感到驚訝。

研究人員在他們的論文中報告說：“與其在保持等軸狀態(tài)的同時不斷膨脹，［氦］ 沉淀物被限制在納米層內(nèi)，自發(fā)地聚結(jié)成細(xì)長的、充滿 He 的通道。 ” （順便說一句，我們不得不承認(rèn)我們必須查找“等軸”。這意味著在所有方向上具有大致相等的尺寸。不客氣。）

事實證明，氦氣自然地鉆出最終成為通風(fēng)口的結(jié)構(gòu)化通道。就這樣，腐蝕仍然發(fā)生，但以一種出乎意料的可控方式阻止了進(jìn)一步的腐蝕。研究人員自豪地宣布，這是一種新的氦沉淀物。

研究人員解釋說，這種行為“是由于金屬層內(nèi)的沉淀物的限制，以及與該層結(jié)合的異相界面上界面能的不均勻、位置相關(guān)的分布?！?/p>

實際上，它表明有可能最終建造不會快速分解的聚變發(fā)電機(jī)。

你知道氦是唯一不能通過降低溫度來固化的液體，對吧？