核融合发电新进展：能抵受氦的反应炉材料

核融合发电被认为是下一代的能源希望。其原料取得容易，且放射性污染程度低，安全性较当前的核分裂发电高。但氘－氚融合的副产物：氦虽然不会对环境造成伤害，但却会破坏反应炉的构造，为核融合发电的难度增加了一道难题。

但最近，德州农工大学（ Texas A&M University ）的一组研究团队，成功研发出了一种可以承受此破坏的材料，为核融合技术的研发带来了新的进展。

 

核融合

氘（ Deuterium ）－氚（ Tritium ）核融合反应，因为其反应难度低，被认为是未来核融合发电的主要方式之一。当核融合反应发生后，会释放出氦（ Helium ）、中子（ Neutron ）与能量。氦- 4 为稳定同位素，无放射性，而中子可用来撞击锂来产生氚，让反应持续发生。除此之外，目前开发中的核融合反应，包括第三代的氢－硼反应，都会製造出氦。

氦

在一般的金属材料中，氦会渐渐扩散至其原子间隙累积，形成「泡泡」。而因为在一般的金属结构中，这些泡泡会被困住。最后当其累积至一定程度，就会破坏了金属的结构。

而研究团队以铜製成薄的金属片，藉此观察氦在奈米结构金属中的破坏机制。他们发现，与一般的情况不同。氦在这种材料中并不会形成「泡泡」，而是形成管状的通道。当氦在此种材料中累积下来时，会渐渐着连通起来，而氦便在其中移动，不会造成进一步的破坏。

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这项研究结果，让核融合发电的拼图又完成了一块。但丹克维克博士（ Dr. Demkowicz ）也提到了：「将这种材料应用在核融合反应炉中，只是其冰山一角。这种类似血管系统的材料，也许可以运输一些其他的东西，藉此让材料自我修复」。有这种特性的材料，也许会有更多其他领域上的应用。

 

参考资料：

Communications, T. A. (n.d.). Channeling helium: Researchers take next step toward fusion energy | 10 | 11 | 2017 | News & Events. Retrieved November 18, 2017. ENGINEERING