第235章 第一個階段性成果

  相比較其他人的忐忑不安，徐川基本沒有什麽緊張的情緒。

  他有的只是期待，期待以‘原子循環’理論為核心，利用特殊納米技術製出來的‘晶態鉺鋯酸鹽’對抗材料能做到一個怎樣的地步。

  對於‘晶態鉺鋯酸鹽’的抗輻射效果，他其實很清楚。不過他清楚的是上輩子的。

  而在此前的複刻實驗中，他利用數學方法重新計算和調整過這項技術中的一些東西，對這項材料做了一定程度的優化。

  理論上來說，優化後的‘晶態鉺鋯酸鹽’抗輻射性或輻射穩定性是要更好的。

  只不過相比較以前的‘晶態鉺鋯酸鹽’材料，能提升多少，他就不清楚了。

  抗輻射性或稱輻射穩定性是表示物質接受一定劑量輻照後仍能保持其固有物理、化學性能的能力。

  材料的抗輻射性與其分子結構、相對分子質量及聚集狀態有關。

  比如具有三級碳原子的等規聚丙烯接受1.2×10Gy輻射能就發生可察覺的變化，8×10Gy則發生嚴重變化，比如變脆，用手一掰就斷之類的。

  而帶芳香環的聚苯乙烯要發生上述類似的變化所需劑量分別為8×10Gy和3×10Gy。

  像核電工程中專用的抗輻射橡膠，其抗輻射性則更高一些。

  至於鉛金屬、抗輻射鋼板材料等東西，則幾乎達到了目前材料界抗輻射性能的巔峰。

  而‘晶態鉺鋯酸鹽’的抗輻射性能，按照上輩子研發出來的材料來看，嚴格來說它是比不上鉛金屬這種超高密度的材料的。

  兩者相差了一點，它處於一個臨界節點。

  但相比較鉛金屬，它有自己獨有的優勢。

  一是重量，它比鉛更輕。

  同等體積下，‘晶態鉺鋯酸鹽’製成的防護材料重量只有鉛的五分之一左右。

  二是持久性。

  因為原子循環，在相同的輻射強度下，晶態鉺鋯酸鹽製成的防護材料絕對比摻雜了鉛金屬的防護材料能支撐更久的時間。

  利用輻射能完成晶界的自我修複，這能促使晶態鉺鋯酸鹽保持長時間的原子循環。

  而鉛金屬盡管能依靠自身的密度來對抗核輻射，但一旦內部鉛晶界被破壞，那就會引起連鎖反應，造成晶界崩塌。

  輻照對抗測試需要的時間可以說很長，也可以說很短。

  長時間的對抗測試需要至少十天或者十五天以上的時間來完成輻射曲線，及材料變化曲線的繪製，從而才能相對精準的判斷出這種對抗材料的極限。

  而輻射強度對抗測試則不需要。

  通過儀器設備，製造出不同強度的強輻射源，逐漸提升輻射能的強度，來判斷這種材料的極限在哪裡。

  這種測試，一個上午的時間就足夠完成了。

  對於徐川而言，他自己製造出來的材料很清楚的知道他的極限。

  輻射強度的對抗測試，他直接從2 Gy·h-1的強度開始的，這個標準，是高放核廢料的底線。

  低於這個數字，核廢料會被劃分到中放核廢料等級中去，高於這個標準，則是最難處理的高放核廢料。

  數值越大，輻射強度越高。

  如果連這個標準都扛不住，又怎麽能用於核廢料的處理。

  當然，輻射強度的對抗測試並不是單純的從輻射強度指標判斷的。

  此外還有材料的厚度，對抗時間等各方面。

  畢竟任何一種材料，乃至水或者空氣都有一定的抗輻射性能。

  普通的混凝水泥，如果厚度能達到一點五米以上，也能隔絕掉絕大部分的核輻射了。

  切諾利貝爾核電站大爆炸過後，當時的紅蘇就是用厚密混凝土水泥在四號反應堆外面修建水泥石棺來當做隔離保護罩的。

  但缺點也巨大，在核廢料的強烈輻照下，普通的混凝土水泥哪怕厚度能達到兩三米，也只不過擁有二三十年的壽命。

  如今的切諾利貝爾外的封印石棺，其實是在2011年重新修建的。

  此前紅蘇修建起來的石棺，經歷了二十年的時間，早已經被裡面近兩百噸的高強度核廢料腐蝕的千瘡百孔了。

  所以拋開材料厚度、對抗時間這些東西來說對抗性能是一件很不靠譜的事情。

  這就像是拋開劑量說毒性一樣。

  比如香蕉裡面含有“鉀-40”這種放射性元素，能釋放出電離輻射，但差不多要五千萬根香蕉，才能湊齊殺死一個人的輻射量。

  而在此之前，你大概早就被撐死了，亦或者說死於鉀失衡。

  不過在這個基礎上，材料厚度越薄，對抗的輻射強度越高，就越能說明這種材料的性能。

  對於‘晶態鉺鋯酸鹽’製成的防護材料，徐川的要求是在兩厘米的厚度內，擁有對抗高放核廢料的性能。

  達到這個標準，它才能被廣泛的應用在各種核工程、航天工程裡面去，才擁有對應的價值。

  在韓錦的主持下，第一輪以2 Gy·h-1的強度的輻射強度對抗測試花費了近一個小時的時間，總共做了五組對抗。

  對抗數據在徐川手中翻看著，上面的對抗結構讓他嘴角帶上了一絲笑容。

  從目前的檢查結構來看，輻射強度對抗測試讓人相當滿意。

  不同形狀與不同厚度的‘晶態鉺鋯酸鹽’防護材料，在面對相同強度的模擬核輻照時，均表現出了高強度的穩定性及對α射線、β射線、γ射線、X射線、中子輻射的屏蔽率。

  在不同輻照環境下，‘晶態鉺鋯酸鹽’防護材料在厚度為一厘米時對α射線和β射線的屏蔽率達到了100%。

  而γ射線、X射線的平均屏蔽率達到了90.4%；中子輻射的頻率達到了84.5%；伽馬屏蔽率達到了60.3%。

  這種屏蔽率，如果換成普通的混凝土水泥，大概需接近半米厚才能做到。

  五十厘米比一厘米，足以體現出它的屏蔽性能了。

  而更關鍵的，在於它的晶界損失率。

  在長達三十分鍾的輻射強度對抗測試中，哪怕是一厘米厚的防護材料，在面對超過三十分鍾的2 Gy·h-1的強度的輻射時，內部的晶界依然沒有遭受到太大破壞。

  如果將一塊材料的晶界完整度比作100，在第一輪的測試結束後，第一批的‘晶態鉺鋯酸鹽’防護材料，五組實驗的晶界完整度均隻下降了0.00032、0.00019、0.00028、0.00018
  平均晶界破損率，保持在萬分之二左右，相對比上輩子在米國那邊製造出來的防護材料，晶界破損率降低萬分之零點五左右。

  提升不算很大，但一些不算複雜的修改，換來一定程度的性能提升，是很棒的一件事。

  事實上，萬分之二的晶界損失完整度這個數值，已經相當低了。

  要知道，它面對的可是高放核廢料級別的電離輻射照射。

  如果一個人，被這種強度的模擬輻射照射到了，不超過一個小時，就會七竅流血而亡，可見這種強度核輻射恐怖之處。

  但‘晶態鉺鋯酸鹽’防護材料在面對這種強度的模擬核輻射照射時，晶界破損只有萬分之二。

  盡管隨著時間的推移，這個數字會不斷加大，但‘晶態鉺鋯酸鹽’防護材料的自我修複性，會最終讓其維持在一個動態平衡。

  “不可思議，面對2 Gy·h-1的強度模擬核輻射半小時，晶態鉺鋯酸鹽材料的晶界被破壞程度居然不到萬分之二。這個數字，已經遠低於用於保存核廢料的陶瓷材料了。”

  實驗室中，席學博拿著手中的對抗結果瞪大了眼睛。

  實驗結果上記錄的數據，表現出來的性能，讓他不敢置信。

  輻射屏蔽率就不說了，盡管表現很優異，但離鉛金屬等頂級材料還是有一些區別的。

  重要的是晶界破損率，這是對抗材料在面對高強度核輻射時，能維持自身穩定性多久時間的關鍵。

  核輻射攜帶的強電離性質，能將接觸它的材料全都電離，這會導致材料本身出現各種問題。

  如果自身的穩定性不夠強，即便是這種材料的輻射屏蔽率很優秀，也無法應用到工業上。

  而按照測試結果上面的數據計算，晶態鉺鋯酸鹽材料能對抗2 Gy·h-1的強度模擬核輻射照射超過一百天的時間。

  這簡直刷新了他對於對抗材料的認知。

  別看一百天的時間很短，但也要看面對的是怎樣的輻射強度。

  作為核能方面的研究人員，對於核輻射防護材料他有著很清晰的認知。

  無論是鉛金屬製造而成的屏蔽材料，還是核輻射防護水泥，亦或者橡膠，在面對高放核廢料的時候，都會表現出不同的損傷。

  按照他心中的計算，半厘米厚度的鉛板，面對2Gy·h-1的強度模擬核輻射時，晶界損失率差不多在萬分之一左右。

  也就是說大約兩百天左右的時間後，鉛板就會失去防護效果。

  考慮到鉛板越薄，防護屏蔽效果越弱，防護時間還要進一步的縮短。

  而這種晶態鉺鋯酸鹽材料不會，盡管從目前的數據來看，它只能維持一百天的時間。但最關鍵的原子循環理論會讓晶界重構，一百天，遠不是它的極限。

  換種說法，如果晶界重構的速度能跟得上破壞的速度，那麽它就能永遠的維持下去，一直封存核廢料。

  當然，這只是理論上的。

  實際上因為各種外界環境干擾，晶界重構不可能無限循環，但就目前它體現出來的價值，已經遠超過傳統的核輻射防護材料了。

  看著站在一旁淡然無比的徐川，席學博眼神中滿是崇拜。

  這就是諾貝爾獎得主的實力嗎？哪怕越界到材料行業來，也能輕易的打破邊界。

  如果是他親手研發出了這種材料，估計早就興奮的蹦起來了，但徐川卻依舊淡定，仿佛這只是一件微不足道的小事。

  拿到第一輪的輻射強度對抗測試結果，徐川捏著手中的結果，臉上帶著笑容。

  如他預料的一樣，經過修改優化後的‘晶態鉺鋯酸鹽’材料，在抗輻射性或輻射穩定性上，表現出了更強的性能。

  第一輪測試萬分之二的晶界損失率就是最好的證明了。

  核輻射這種鋒利的離子手術刀，迎來了能克制它的盾牌。

  用優化後的‘晶態鉺鋯酸鹽’材料來製造存儲容器，如果沒有其他的干擾，核廢料能得到至少十萬年的保存時間。

  等到這個時間過去，核廢料也將不再具備強烈的汙染性。

  畢竟原子衰變釋放危害輻射也是有時間的。

  盡管有一部分的核廢料二十萬年或三十萬年，亦或者更長的時間來徹底完成衰變，但核電站中的乏燃料棒，大部分只需要幾千年的時間就夠了。

  或者說，幾千年的時間，能將它的危害降低到極小地步。

  如果說，這次的項目僅僅是研發一種新型核廢料保存材料的話，走到這一步，可以說已經算是成功了。

  後續只要優化後的‘晶態鉺鋯酸鹽’材料通過了其他的測試，那麽它就能被應用到核廢料的保存上。

  不過徐川的目的可不是研發一種新型核廢料保存材料。而是將核廢料重新利用起來，讓它從極難處理的汙染物變成新的能源！

  對於這個目標來說，‘晶態鉺鋯酸鹽’材料的成功研發，僅僅是第一步而已。

  將‘晶態鉺鋯酸鹽’材料的後續測試交給韓錦去處理後，徐川則帶著三名科研人員回到了自己的實驗室。

  對於其他人而言，‘晶態鉺鋯酸鹽’材料的成功研發是一個巨大的喜訊，但對他來說這僅僅是第一步罷了。

  後續還有很多的難關在等著他。

  “席學博，你的工作是將釓材料在純氧環境中進行氧化處理，完成後研磨成直徑十納米級以下的粉末。”

  “盧順，你的工作是將碳化硼材料進行提純處理，純度要求達到99.99以上”

  “周銖，伱的工作是.”

  實驗室中，徐川將一項項的前期準備工作分配了下去。

  ‘晶態鉺鋯酸鹽’材料的成功，證明了在面對高強度核輻射時，原子循環技術是可行的，接下來的工作，自然是順著這條思路研發出一種可用於核廢料實驗工作的強防護衣。

  (本章完)