Scholar’s Advanced Technological System ระบบปั้นอัจฉริยะ - ตอนที่ 522 ขั้นตอนที่ผิดจากธรรมดา

ด้วยภาพร่างนั้น ทำให้หัวหน้าวิศวกรหวังเดินออกจากสถาบัน STARและกลับไปยังสำนักงานใหญ่ของอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในเมืองซางจิงทันที นอกจากนี้ เขายังได้ติดต่อกับผู้เชี่ยวชาญด้านการสร้างพลังงานการไหลของสนามแม่เหล็กในสถาบันวิศวกรรม พวกเขาได้มีการหารือกันเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้อุปกรณ์ควบคุมฟิวชัน

ถึงอย่างไร แม้ว่าจะมีบางกลุ่มถอนตัวไป แต่กลุ่มอุตสาหกรรมนิวเคลียร์จากจินหลิงและนักวิจัยจากสถาบันดวงดาวจำลองก็ได้มีการสื่อสารในประเด็นทางเทคนิคด้วยกัน

ทว่า การทดลองของเครื่องจักร STAR ไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น

หลังจากได้รับการค้ำประกันเงินทุนที่เพียงพอแล้ว สถาบันก็แทบจะใช้เงินในการทดลองทุกๆ สามวันโดยมีไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นวัตถุในการวิจัย อีกทั้งพวกเขายังต้องสังเกตคุณสมบัติทางกายภาพที่ซับซ้อนของพลาสมาในเครื่องจักร STAR อีกด้วย

สำหรับการเก็บรวบรวมข้อมูล ลู่โจวได้สั่งให้ฉีดส่วนผสมของบิสมัทและรูทีเนียมหนึ่งมิลลิกรัมเข้าไปในปฏิกิริยาการจุดระเบิดเพื่อทำการทดสอบ และทำลายวัสดุผนังชั้นแรก

แท้จริงแล้ว การทดลองนี้สร้างความเสียหายให้กับเครื่องจักร STAR ไม่น้อย แต่ทว่า ความเสียหายก็ยังอยู่ในขอบเขตที่สามารถซ่อมแซมได้

แน่นอน แม้ว่าจะมีต้นทุนสูง แต่ผลตอบแทนก็ค่อนข้างคุ้มค่าเช่นกัน

พวกเขาไม่เพียงแต่ตรวจสอบความเป็นไปได้ของแนวคิดเชิงเทคนิคเพื่อให้เกิดการจุดระเบิดด้วยปฏิกิริยาฟิวชันเท่านั้น แต่ยังได้รับชิ้นส่วนลิเธียมจากลำแสงนิวตรอนที่มีพลังงานกว่าสิบสี่เมกะอิเล็กตอนโวลต์อีกด้วย

ถึงอย่างไรแล้ว มูลค่าทางวิทยาศาสตร์ก็ไม่สามารถแปลงเป็นเงินได้

ในประเทศจีน อาจมีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่สามารถทำการทดลองดดยใช้เงินจำนวนมหาศาลเช่นนี้

ในตอนนี้ ฟอยล์โลหะลิเธียมถูกวางไว้ในสไลด์ที่ปราศจากออกซิเจนใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด

ณ ห้องปฏิบัติการกลางแจ้ง กลุ่มนักวิจัยและลู่โจวพลันยืนอยู่หน้าคอมพิวเตอร์พร้อมมองดูข้อมูลและรูปภาพที่รวบรวมจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนบนหน้าจอ

ตามที่คาดเอาไว้ พื้นผิวโลหะเดิมเต็มไปด้วยรู

ทั้งนี้ แม้แต่ร่องรอยของธาตุสตรอนเทียมและแบเรียมก็สามารถสังเกตเห็นได้ผ่านการตรวจจับของสเปกโตรมิเตอร์แบบอินฟราเรด

แต่ยังโชคดีที่สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าลำแสงนิวตรอนที่มีพลังงานกว่าสิบสี่เมกะอิเล็กตอนโวลต์ได้ทำปฏิกิริยากับลิเทียม และยังสามารถกู้คืนสตรอนเทียมกลับมาได้บางส่วน

แต่สำหรับปัญหานั้น…

ปัญหาที่พวกเขาเผชิญนั้นมีมากเกินไป

ทันทีที่มองดูภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ ศาสตราจารย์หลี่ฉางเซียก็ถอนหายใจออกมา

“ถ้ามันสัมผัสกัน พนันได้เลยว่าต้องแย่แน่”

“ไม่ต้องถึงขั้นนั้นหรอก ถึงแม้ว่าจะไม่ได้สัมผัสกับนิวตรอนก็คงแย่ไม่ต่างกัน” ลู่โจวกล่าวพร้อมมองไปยังหน้าจอคอมพิวเตอร์

เซิ่งเซียนฟู่ส่ายหัว “ไม่ใช่แค่ปัญหาความเสียหายจากรังสีเท่านั้นนะ แต่อัตราส่วนการหลุดของอิเล็กตรอนก็ต่ำเกินไปด้วย  ปัญหาที่สำคัญที่สุดไม่ได้อยู่ที่การรีไซเคิลเลย อีกอย่าง พลังงานที่มาจากลำแสงนิวตรอนเองก็ดูจะสูงเกินไปด้วย บางที พลังงานที่ปล่อยออกมาอาจเอามาใช้ไม่ได้ด้วยมั้ง”

นิวตรอนที่มีพลังงานสิบสี่เมกะอิเล็กตอนโวลต์เปรียบเสมือนลูกกระสุนปืนใหญ่ และธาตุโลหะทั้งหมดก็มีแต่ความเปราะบางไม่ต่างอะไรกับของเล่น

ยิ่งไปกว่านั้น นิวตรอนที่เจาะผ่านผนังแรกได้ไม่เพียงแต่จะสร้างรูเอาไว้ในผนังแรกเท่านั้น แต่มันยังทำให้เกิดโพรงภายในวัสดุผนังชั้นแรกอีกด้วย  แต่ถึงอย่างไรแล้ว ความเปราะบางและการหลุดของวัสดุบนพื้นผิวก็ส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงได้อีกด้วย

นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้วัสดุหุ้มเครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันไม่สามารถใช้กับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันได้โดยตรง

ทั้งนี้ วัสดุดังกล่าวเองก็ไม่ได้มาตรฐานในการต้านทานต่อความเสียหายจากรังสีมากนัก

จนถึงตอนนี้ การวิจัยบางอย่างก็ไม่สามารถระบุได้ แต่ถึงอย่างไร การแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นก็สามารถจัดการได้จากแนวคิดที่พวกเขามีอยู่

หลังจากครุ่นคิดอยู่ครู่หนึ่ง ศาสตราจารย์หลี่ฉางเซียก็พูดขึ้น “แล้วการใช้โมลิบดีนัมในวัสดุโครงสร้างล่ะ?”

“ไม่ได้ครับ” ลู่โจวส่ายหัวพร้อมกล่าวคำพูดขึ้นมาอย่างรวดเร็ว “ธาตุโมลิบดีนัมทนความร้อนได้ดีก็จริง แต่มันจะเปลี่ยนเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสี หากโดนการฉายรังสีนิวตรอน”

จากนั้น นักวิจัยอีกคนก็พลันพูดขึ้น “แล้วทังสเตนล่ะ? ทังสเตนต้านทานความร้อนได้ ผลิตภัณฑ์จากการแปรสภาพก็คือธาตุบิสมัทกับพลวง แถมไม่มีปัญหาเรื่องกัมมันตภาพรังสีด้วย!”

แต่ทว่า ศาสตราจารย์หลี่ฉางเซียพลันส่ายหัว “แต่มันยังมีปัญหาอยู่ การต้านทานความร้อนของทังสเตนถือเป็นความคิดที่ไม่เลว แต่ว่ามันยังมีความเป็นพลาสติกอยู่ อย่างไรก็ตามความเครียดจากความร้อนอาจจะทำให้พื้นผิววัสดุแตกได้… ตอนนี้ฉันกำลังทำการทดลองเรื่องนี้อยู่ เป็นไปไม่ได้เลยที่จะใช้ทังสเตน”

ทั้งห้องทดลองเงียบอีกครั้ง

ในตอนนี้ ทุกคนจ้องมองข้อมูลบนหน้าจอ

“ถ้านายเก็บลำแสงนิวตรอนเอาไว้ข้างในไม่ได้ ทำไมเราไม่ลองปรับแต่งใหม่แทนล่ะ?”

“หือ?” เซิ่งเซียนฟู่เหล่ตาเล็กน้อยพร้อมส่ายหัว “ฉันว่าเราต้องเอานิวตรอนที่ได้จากปฏิกิริยามาใช้อีกรอบ”

การนำนิวตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิวชันของธาตุดิวทีเรียมและตริเตียมมาใช้ใหม่ ถือเป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันทั้งหมด นอกจากนี้ ต้นทุนของงานวิจัยครั้งนี้ก็สูงไม่น้อย ธาตุดิวทีเรียมและตริเตียมเพียงแค่หนึ่งกรัมนั้นต้องใช้ต้นทุนสูงถึงสามหมื่นดอลลาร์สหรัฐ

หากนิวตรอนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาไม่สามารถกู้คืนกลับมาได้แล้วล่ะก็ พวกเขาไม่เพียงแต่จะสูญเสียพลังงานจำนวนมากเท่านั้น แต่เครื่องปฏิกรณ์เองก็จะถูก “ปิด” เนื่องจากสูญเสียฮีเลียมไปเยอะอีกด้วย

สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ไม่ว่าจะเป็นโลหะหรือนิวตรอน ก็ล้วนควรจะต้องเก็บรักษาไว้เป็นอย่างดี ข้อเสียจากการทดลองจะมีแค่ฮีเลียมและความร้อนเท่านั้น

ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะปล่อยนิวตรอนให้หลุดรอดไป

ทันทีที่ได้ยินคำพูดของเซิ่งเซียนฟู่ ลู่โจวก็เผยยิ้มออกมาและพูดขึ้น

“ปล่อยออกมาเถอะครับ ไม่ใช่ว่าเราจะปล่อยนิวตรอนออกมาไม่ได้ซ่ะหน่อย ในทางทฤษฎี ไม่ว่าเราจะออกแบบโครงสร้างของผนังแรกยังไง แต่เราก็เลี่ยงความเสียหายของลำแสงนิวตรอนที่มีต่อพันธะโลหะไม่ได้อยู่แล้ว ยังไงก็เถอะ ความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองของโลหะก็ไม่ได้ดีมากนัก มันแก้ยากเกินไป”

“แล้วทำไมเราไม่ใช้ผนังชั้นแรกเป็นวัสดุที่จะช่วยให้นิวตรอนส่วนแรกไหลผ่านไปพร้อมกับลิเทียมเหลวเพื่อดึงเอานิวตรอนอีกส่วนออกมาแทนล่ะ? ถ้าเป็นแบบนั้น ชั้นของโลหะที่ใช้สะท้อนนิวตรอนกับลิเทียมเหลวก็จะได้ไม่ทำปฏิกิริยากันด้วย”

การออกแบบนี้เทียบเท่ากับการประกบลิเทียมเหลวระหว่างผนังชั้นแรกกับเบ้าหลอมทนไฟเข้าด้วยกัน

เซิ่งเซียนฟู่ครุ่นคิดอยู่ครู่หนึ่ง เขากำลังหาวิธีการที่เหมาะสมที่สุด แต่ทว่า มันก็ให้ความรู้สึกเหมือนกับมีปัญหาไปเสียหมดทุกวิธี

หลังจากคิดอยู่พักหนึ่ง เขาก็หยิบยกปัญหาสองข้อที่คิดออกขึ้นมา

“แล้วนายคิดยังไงกับวัสดุที่ปล่อยให้นิวตรอนไหลผ่าน อีกทั้งยังสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ด้วยล่ะ? แม้ว่าเราจะย้ายวัสดุที่ทำจากลิเทียมไปยังวัสดุผนังชั้นแรกแล้ว แต่เราก็ยังจัดการปัญหาที่เกิดจากความเสียหายของรังสีนิวตรอนที่ส่งผลต่อวัสดุโครงสร้างได้ อย่างที่นายบอก หลังจากการกู้คืนสารประกอบทางเคมีอะลิซารินที่อยู่ในผนังชั้นแรกแล้ว เราจะย้ายมันไปยังเตาปฏิกรณ์ได้ยังไงกัน?”

ทันทีที่ได้ยินทั้งสองคำถาม ลู่โจวก็เผยยิ้มและกล่าวคำพูดออกมา “ปัญหาที่สองแก้ได้ไม่ยาก ต้องบอกก่อนเลยว่าที่อุณหภูมิการทำงานของลิเทียมเหลว ธาตุทั้งสองจะเข้ากันไม่ได้”

“เราจำเป็นต้องใช้พลังงานที่แรงกว่าเดิมเพื่อจัดการกับลิเทียมเหลวและทำให้มันเข้าไปในระบบ”

“ยังไงก็เถอะ เราต้องเอา ‘ก๊าซ’ ที่ได้กลับมาใช้ใหม่อีกรอบ”

ทั้งฮีเลียมที่ถูกสร้างขึ้นและฮีเลียมก๊าซต่างก็ต้องถูกนำเอาไปใช้ในห้องทดลอง เพื่อทำให้ความร้อนแตกตัวเป็นไอออน และสำหรับวิธีการกำจัดฮีเลียมออกจากเครื่องปฏิกรณ์ ทั้งหมดนี้ล้วนเป็นผลลัพธ์ที่ได้จากไดเวอร์เตอร์ทั้งสิ้น

สำหรับการเลือกไดเวอร์เตอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ ไดเวอร์เตอร์ทังสเตนผสมทองแดง หรือไดเวอร์เตอร์อื่นๆ เหล่านักวิจัยก็ต้องเลือกให้เหมาะกับการใช้งานโดยเฉพาะ ประเด็นนี้ถือเป็นอะไรที่สำคัญไม่น้อย ทั้งนี้ แต่ก็ไม่ใช่ว่าปัญหานี้จะแก้ไขไม่ได้เลย

จากนั้น ลู่โจวก็กล่าวต่อ “แล้วสำหรับคำถามแรก เราหาวัสดุที่คุณบอกมาในโลหะผสมไม่ได้แน่ เพราะแบบนี้แหละ เราจึงต้องโยนประเด็นการใช้โลหะผสมทิ้งไป!”

ทันทีที่ได้ยินเช่นนั้น ไม่เพียงแต่เซิ่งเซียนฟู่ที่ตกตะลึง แต่ศาสตราจารย์หลี่ฉางเซียเองก็ตกใจไม่น้อยเช่นกัน

โยนประเด็นการใช้วัสดุโลหะทิ้งไป?

นี่คือ…

มันจะไม่เกินไปหน่อยหรือ?

“ไม่จำเป็นต้องใช้โลหะ?” ศาสตราจารย์หลี่ฉางเซียมองไปยังลู่โจวด้วยสายตาที่แปลกไป “แล้วจะใช้อะไรแทนล่ะ?”

เซรามิก?

ทั้งนี้ มีสถาบันวิจัยบางแห่งเคยใช้มันในการทดลองแล้ว ผลลัพธ์ที่ออกมาก็ไม่เลวนัก แต่ทว่า ปัญหาก็คือการนำความร้อนของเซรามิกนั่นค่อนข้างแย่

แต่นี่ไม่ใช่วิธีที่ลู่โจวเพิ่งคิดได้ เนื่องจากเขาวางแผนเรื่องนี้เอาไว้นานแล้ว ลู่โจวคิดเรื่องนี้เอาไว้ตั้งแต่ตอนที่คุยกับศาสตราจารย์เคริเบอร์ที่ห้องทดลองเวนเดลสไตน์เซเว่นเอ็กซ์

แกนคาร์บอนค่อนข้างเป็นอะไรที่เสถียร มันจะไม่ทำปฏิกิริยากับนิวตรอน แต่มันจะทำหน้าที่เหมือนตัวเพิ่มพลังงานให้ลำแสงนิวตรอนแทน ด้วยเหตุนี้ ทันทีที่ลำแสงนิวตรอนสัมผัสกับชั้นลิเทียมเหลว มันก็จะไม่สลายไป…

ส่วนของพลังงานที่ลดลงในชั้นคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกปล่อยออกมาในรูปของพลังงานความร้อน และด้วยคุณสมบัติการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม ทำให้ความร้อนที่เกิดขึ้นภายในเครื่องปฏิกรณ์อาจมีปัญหา แต่ก็ยังสามารถแก้ไขได้ง่าย

ส่วนเรื่องการทนความร้อน ไม่มีปัญหานั้นแน่นอน

เมื่อไม่ได้สัมผัสกับอากาศและสารออกซิแดนต์ วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ก็จะสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าสามพันองศา ซึ่งสามารถเทียบได้กับจุดหลอมเหลวของทังสเตนเลยทีเดียว นอกจากนี้ มันยังสามารถตอบสนองต่อวัสดุผนังชั้นแรกได้อย่างยอดเยี่ยมอีกด้วย!

ลู่โจวกล่าวและมองดูทุกคนในห้องทดลอง “เอาวัสดุโลหะที่มีการกระตุ้นต่ำออกจากผนังชั้นแรกให้หมด ใช้คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุผนังชั้นแรกและวัสดุที่เป็นโครงสร้างหลักแทน จากนั้นก็เติมลิเทียมเหลวลงไปที่ชั้นกลาง แล้วก็เคลือบสารสะท้อนนิวตรอนไว้ที่ชั้นนอกด้วย ส่วนชั้นที่เป็นเหมือนโล่ป้องกันให้เอาไปผสมกับพาราฟิน น้ำ แล้วก็ผงขัดโบรอนคาร์ไบด์ จากนั้นปิดทับมันด้วยซีเมนต์ ถ้าทำตามนี้ เราจะต้องแก้ไขปัญหาที่กำลังเผชิญอยู่ได้แน่!”

ทั้งนี้ สถาบันวิจัยวัสดุชั้นสูงของจินหลิงจะทำการแก้ไขปัญหาการซ่อมแซมตัวเองและศึกษาเพิ่มเติมเรื่องการเลือกใช้วัสดุคอมโพสิตเสริมเส้นใยอย่างคาร์บอนไฟเบอร์เอง

แม้ว่ามันจะเป็นปัญหาที่ใหญ่มาก แต่ลู่โจวก็ยังคงหวังว่ามันจะแก้ไขได้!

ศาสตราจารย์หลี่ฉางเซียอดไม่ได้ที่จะพูดขึ้น “แต่มัน…”

สิ่งที่เขาต้องการจะบอกคือนี่มันเป็นอะไรที่ไร้สาระเกินไป

แต่ทันทีที่ศาสตราจารย์หลี่ฉางเซียพูดขึ้นมา เซิ่งเซียนฟู่ก็พลันพูดแทรกขึ้นทันที…

…………………………………………