碳纖維、玻璃纖維材料助力核反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)1億攝氏度高溫

   英國(guó)公司Rockwood Composites 6月8日宣布，成功采用復(fù)合材料為英國(guó)私人聚變能源公司Tokamak Energy最新的核反應(yīng)堆ST40組裝了核心部件。

    該核心部件由環(huán)形場(chǎng)線圈的24個(gè)內(nèi)部單元組成，每個(gè)單元都由“玻璃纖維預(yù)浸料/Kapton聚酰亞胺薄膜/玻璃纖維預(yù)浸料”層結(jié)構(gòu)來進(jìn)行絕緣。

    硅增強(qiáng)固化系統(tǒng)被用來控制固化過程的位置和壓力。

    這樣做能夠使空氣和樹脂逐漸從Kapton聚酰亞胺薄膜層下方被擠壓出來，從而確保Kapton能夠緊密的粘接在環(huán)向場(chǎng)線圈上形成均一連續(xù)的絕緣層。

    粘接線厚度需要精確控制。一層干的玻璃纖維織物被用來對(duì)粘接線厚度和分散的粘接系統(tǒng)進(jìn)行控制，粘接厚度為0.1mm。

    Rockwood公司將這一絕緣措施同時(shí)應(yīng)用在了ST40諸多磁場(chǎng)中的螺線管線圈上。同樣，玻璃纖維預(yù)浸料和Kapton聚酰亞胺薄膜以螺旋重疊的方式在線圈纏繞過程中被應(yīng)用在了線圈之間。最終，整個(gè)螺線管被玻璃纖維預(yù)浸料所包裹。

    Rockwood公司還為ST40反應(yīng)堆提供低溫懸浮系統(tǒng)，該系統(tǒng)由大量的定制碳纖維帶組成。這項(xiàng)技術(shù)同樣在全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃”中得到了使用，該項(xiàng)目共涉及了來自35個(gè)國(guó)家的工程師和科學(xué)家。

    Rockwood公司的運(yùn)營(yíng)主管Mark Crouchen表示：“核聚變裝置創(chuàng)造了一個(gè)比太陽系內(nèi)任何區(qū)域都要嚴(yán)酷的極端溫度環(huán)境。復(fù)合材料的性能能夠幫助設(shè)備實(shí)現(xiàn)比太陽核心溫度更高的極端高溫條件。”

    ST40的成功設(shè)計(jì)向世人展示了在結(jié)構(gòu)緊湊、高性價(jià)比的設(shè)備中也能夠獲得1億攝氏度的聚變溫度。

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