الفصل 530: لا تدمر نفسك ، بل دمر الآخرين
محرر ترجمات هينيي: ترجمات هينيي
لم يكن لدى هو جينلي أي فكرة عن عدد المرات التي فشل فيها.
في البداية كان يقوم فقط بإعداد مادة سغ-1 في المختبر وكان مهتماً بالنفايات المتوقعة الناتجة عن التجربة.
وبالمقارنة مع مواد الجرافيت العادية ، فإن تلك القطعة من النفايات كانت تبدو خاصة جداً في يديه.
هذه كانت استنتاجاته من التجارب. و اكتشف أن سرّ تميز هذه النفايات يكمن في وجود طبقة من حاجز شبكي مسامي من الهلام الهوائي على سطحها.
بصراحة ، خيّب هذا الاستنتاج ظنّه. ففي النهاية لم تكن الهلاميات الهوائية الشبكية المسامية المصنوعة من الجخارجين طريقة بحثية جديدة. بل يمكن القول إن طرقاً مماثلة استُخدمت في مواد الأقطاب الكهربائية.
كان هذا أول مشروع بحثي يتقدم له بشكل مستقل في حياته. وكان أيضاً أول مشروع بحثي يعمل عليه بعد التحاقه بهذا المعهد البحثي ، لذا لم يُرِد الاستسلام بسهولة.
لذلك بعد أن اكتشف أن الهلام الهوائي المسامي في حد ذاته لا يمتلك أي خصائص خاصة ، واصل إجراء أبحاث معمقة حول استخدامه كوسيلة تشتيت والنظر في طوره المشتت.
كانت هذه العملية برمتها يائسة.
بل إنه جعله يشك في حياته كلها.
لحسن الحظ أنه لم يستسلم.
استخدم شبكةً مساميةً من الهلام الهوائي المُحضّر من الجخارجين كعامل تقوية. ثم دمجه مع سيراميك كربيد السيليكون ، فحدثت معجزة!
لم يكن الهلام الهوائي الشبكي المسامي عامل تقوية متفوقاً بشكل خاص مقارنة بالمواد الأخرى ، على الأقل عند مقارنته بمواد تقوية مماثلة.
ومع ذلك فإن خصائصها الحرارية جعلته متحمساً للغاية لدرجة أنه لم يستطع إلا أن يصرخ في المختبر.
أنهى هو جينلي على الفور كتابة التقرير التجريبي وسلمه إلى مكتب المعهد.
وفي اليوم التالي لتقديم هذا التقرير التجريبي ، وصل إلى مكتب لو شوه......
على الرغم من أن العديد من الاختراعات المثيرة للاهتمام تم إنشاؤها عن طريق الصدفة إلا أن هذا الحادث على وجه الخصوص كان أكثر غرابة من المعتاد.
نظر لو شوه إلى تقرير التجربة ، فأثار اهتمامه.
"مثير للاهتمام. "
تم تقسيم التقرير إلى قسمين.
كان الجزء الأول يتعلق بإعداد الهلام الهوائي الشبكي المسامي.
باستخدام أكسيد الجخارجين كمادة أساسية ، حضّر 1-2 ملغ/مل من محلول أكسيد الجخارجين ، ثم أضف عامل الاختزال ، وحرّك لمدة 5-10 دقائق. و بعد ذلك سخّنه على درجة حرارة 90-160 درجة مئوية لمدة 30-45 دقيقة ، ثم أخرجه وضعه في المُجمد فوراً لمدة أربع ساعات. و بعد ذلك أخرجه ، ثم استمر في الاختزال والتذويب على درجة حرارة عالية لمدة 5 ساعات. و أخيراً ، اغسله عدة مرات وجففه... هذه هي طريقة صنع الهلام الهوائي الشبكي المسامي.
وكان الجزء الثاني من التقرير هو الجزء الحاسم من التجربة بأكملها.
في التجربة ، استخدم هو جينلي وفريقه البحثي ترسيب الطبقات الذرية لربط الهلام الهوائي الشبكي المسامي ، المُحضّر من الجخارجين ، كيميائياً بطبقة سيراميكية من كربيد السيليكون. مما مكّنهم من الحصول على مركب سيراميكي خاص من الجخارجين.
بالنظر إلى بنيتها الدقيقة ، بدت هذه المادة وكأن طبقة الجخارجين الشبيهة بقرص العسل متصلة بطبقة سيراميكية في المنتصف. حيث كانت جزيئات الجخارجين الشبيهة بقرص العسل هذه مرتبطة بإحكام بجزيئات كربيد السيليكون.
وبحسب نتائج التجربة التي أجريت في اختبار درجات الحرارة العالية ، وفي بيئة خالية من الأكسجين تمكن هذا المركب الخاص من الجخارجين والسيراميك من تحمل درجة حرارة تصل إلى 3200 درجة!
لم تكن هذه المادة تتميز بخصائص ممتازة لمقاومة الحرارة فحسب ، بل كان معامل تمددها صغيراً أيضاً. و كما تميزت بخصائص تباين الخواص والتوصيل الحراري المتميزة.
وهذا يعني أن الطاقة الحرارية يمكن أن تنتقل بسهولة من خلال مقطعها العرضي ، ولم يكن من السهل أن تنتقل من خلال اتجاهها الرأسي.
وبالإضافة إلى ذلك فقد كان يتمتع أيضاً بقوة شد وضغط عالية ، ناهيك عن مقاومة الإجهاد الحراري.
بالنظر إلى هذه البيانات ، يمكن اعتبار هذه المادة رائعة.
نظر يانغ شو إلى وجه لو شو المثير للاهتمام وسأل "هل هذه هي المادة التي تحتاجها ؟ "
"من الصعب القول. " وضع لو شوه التقرير التجريبي جانباً واتكأ على كرسي مكتبه قبل أن يقول "لكن هذا التقرير زودني بفكرة جديدة. "
يانغ شو "فكرة ؟ "
"صحيح. " أومأ لو شوه وتأمل قليلاً. ثم قال "في البداية ، ظننتُ أن المواد الخزفية غير مناسبة للجدار الأول ، نظراً لضعف قدرتها على تبديد الحرارة. و لكن بالنظر إلى الأمر من منظور آخر و كلما كان أداء نقل الحرارة العمودي أصغر كان ذلك أفضل. "
يانغ شو "ما الذي يجعلك تعتقد ذلك ؟ "
بسبب نظام استعادة نيوترونات الليثيوم السائل ، ابتسم لو شوه وقال "نظراً للتوصيل الحراري لمواد ألياف الكربون المركبة ، علينا التفكير في إضافة طبقة عازلة حرارية أخرى بين ألياف الكربون المركبة والليثيوم السائل. وإلا ، فإن درجات الحرارة البالغة 3,000 درجة ستُبخّر طبقة الليثيوم السائل التي استخدمناها لاستعادة النيوترونات. "
كان الفرق في درجة حرارة الجدار الأول وطبقة الليثيوم السائل أحد الصعوبات الرئيسية في المفاعل.
لا يمكن أن تكون الموصلية الحرارية ضعيفة جداً ، ولا قوية جداً. و من هذا المنظور ، تتخلف ألياف الكربون كثيراً.
في المقابل كان تباين الخواص والأداء الحراري لهذه المادة الجديدة واعدين للغاية. إذ إن إضعاف نقل الطاقة الحرارية للمقطع العرضي الرأسي قد يوفر فترة زمنية يكفى لتفعيل وحدة التبريد الخارجية.
أما فيما يتعلق بتبديد الحرارة في المادة الإنشائية ، فيمكن حل ذلك عن طريق "إدخال إنبوب نقل الحرارة إلى داخل الهيكل وتفريغ الحرارة المنقولة من اتجاه المقطع العرضي ".
على الرغم من أن يانغ شو لم يفهم الكثير عن مشروع الاندماج إلا أن شرح لو شو كان بسيطاً بما يكفي ليتمكن يانغ شو من فهمه.
ومع ذلك على الرغم من حل المشكلة الحرارية كانت هناك أيضا مشكلة أخرى مهمة...
ماذا عن إشعاع النيوترون ؟ هذا هو الجزء الأهم ، أليس كذلك ؟
سمعه لو شوه وتنهد. "معك حق ، هذا هو المهم. و مع أن هذه المادة مناسبة لجميع الجوانب الأخرى إلا أن مقاومتها للإشعاع النيوتروني... علينا اختبارها قبل أن نتأكد. "
كان لكلٍّ من مادتي كربيد السيليكون والجخارجين نوى مستقرة. وكانت الرابطة التساهمية بين الكربون والسيليكون أكثر استقراراً بكثير من الرابطة المعدنية. و كما مثّلت نفاذية النيوترونات عبر هاتين المادتين ضد حزمة النيوترونات ميزةً إضافية.
على الأقل ، هكذا كان الأمر... نظريا.
في الواقع ، لا يؤدي الضرر الناجم عن الإشعاع النيوتروني للمادة إلى إحداث تغييرات في نوى الذرات فحسب ، بل سيؤدي أيضاً إلى تدمير الروابط الكيميائية الداخلية ، فضلاً عن التسبب في أضرار فيزيائية أساسية للمادة.
لم يكن من الممكن حساب كل هذه العوامل بالنظرية وحدها ، بل كان لا بد من استخلاص النتائج من التجارب.
المشكلة الوحيدة كانت أن...
لم يتمكنوا من اختبار هذا الشيء.
كان يانغ شو يبتسم ابتسامة مؤلمة على وجهه بينما قال مجازياً "هذه التجربة ليست سهلة التنفيذ ".
كان اختبار أداء الإشعاع المضاد للنيوترون أحد أصعب اختبارات المواد في مجال علوم المواد.
كانت التجارب المضادة للإشعاع العادية سهلة نسبياً ، إذ كان من الممكن تعريض النوى للإشعاع عن طريق ضربها بجسيمات ألفا.
كان السبب وراء صعوبة البحث عن المادة الأولى لجدار مفاعل الاندماج القابل للتحكم هو عدم وجود أي معدات في العالم يمكنها التعامل مع اختبار الإشعاع.
كان هناك 14 ميجا إلكترون فولت نيوترونات تضرب العينة باستمرار ، ما نوع المعدات التجريبية التي يمكنها التعامل مع هذا ؟
لم تكن جسيمات ألفا الطبيعية قريبة على الإطلاق من امتلاك هذا القدر من الطاقة.
حتى مولد الطاقة الانشطارية النووية في خليج دايا كان لديه درجة مقاومة للإشعاع أقل بمقدار مرتين من تلك الموجودة في مفاعل الاندماج!
أما بالنسبة للمسرع...
هذا هراء. لم يسمع أحد قط بتسريع النيوترونات مباشرةً. لو استطاع أحدٌ فعل ذلك لأصبح ملكاً في عالم الفيزياء النظرية.
أما بالنسبة للتسريع غير المباشر باستخدام طريقة نواة الديوتيريوم ، فقد كان ذلك ممكناً بالفعل. و مع ذلك من الأفضل الحصول على الطاقة من إطلاق جسيمات ألفا على التعويذه المعدنية. ميزتها الوحيدة هي أن مسار شعاع النيوترونات أكثر استقراراً.
فكر لو شو في كل هذا وشعر وكأنه محاصر. نقر بأصابعه برفق على مكتبه ، وبدأ يتساءل.
هل يجب أن أجعل آلة ستار "تعاني " مرة أخرى ؟
من الناحية النظرية ، هذا ممكن.
لكن هذا يحد من معدل التجارب إلى مرة واحدة في الشهر ، فهل الثمن الذي يجب دفعه مرتفع للغاية ؟
بعد كل شيء ، هناك ستيلاريتر واحد فقط في الصين.
تدرس المؤسسة النووية الوطنية الصينية كيفية بناء مفاعل نووي خاص بها. و إذا تضررت معداتنا ، فسيكون الأمر قد انتهى.
ومع ذلك فجأة ظهر ضوء المصباح في ذهن لو شوه ، وصفق على جبهته.
يا إلهي!
لقد فكرت فقط في تدمير جهاز ستيلاريتور الخاص بي ، لقد نسيت التوكاماك!
على الرغم من أن وقت احتجازهم ليس طويلاً إلا أنه يعمل على الأقل!
لا يوجد سوى جهاز ستيلاريتر واحد في الصين ، ولكن هناك الكثير من أجهزة التوكاماك...
