Глава 250. Второй этап исследований в области ядерной энергетики •
Разобравшись с делами Научно-исследовательского института ядерной энергии в Цидуне, Сюй Чуань отправился в Шанхай.
Хотя весь институт будет полностью построен только к середине марта, не стоило слишком беспокоиться о том, что это повлияет на второй этап исследований.
Ядро второго этапа по-прежнему заключалось в разработке материалов, и это можно было проводить в Шанхайском институте атомного ядра Академии наук.
Суть механизма преобразования энергии β-излучения ядерной энергии заключалась в двух моментах: во-первых, защита, во-вторых, преобразование энергии излучения в электрическую энергию.
О защите нечего и говорить, как традиционные защитные материалы, так и новые, которые он разработал позже, могли использоваться в ядерной инженерии.
А преобразование энергии излучения в электрическую энергию было еще одним ядром всего проекта.
На самом деле, технология преобразования энергии излучения в электрическую энергию была разработана разными странами уже давно, традиционные солнечные панели являются примером.
Но технология преобразования ядерного излучения ядерных отходов в электрическую энергию в настоящее время в основном находится на стадии лабораторных исследований. Хотя ее принцип в чем-то похож на солнечные панели, сложность в разы выше.
Кремниевый полупроводник традиционных солнечных элементов поглощает только инфракрасный свет, а высокоэнергетические световые волны, включая большую часть видимого спектра, теряются в виде тепловой энергии. Это связано с тем, что фотоэлектрическое преобразование связано с тепловым инфракрасным (ИК) и ближним ИК-диапазоном коротковолнового излучения, но не преобразует длинные волны.
Хотя теоретически эффективность преобразования традиционных солнечных элементов может достигать 34%, из-за потерь энергии, несмотря на постоянное совершенствование и прогресс технологии, эффективность преобразования по-прежнему остается на уровне 15-20%.
Что еще более важно, традиционные полупроводниковые фотоэлектрические материалы с трудом могут сохранять свою форму в течение длительного времени при воздействии сильного ионизирующего излучения от таких вещей, как ядерные отходы.
А полупроводниковые материалы, изготовленные с использованием технологии атомной циркуляции, имеют уникальные преимущества в этом отношении.
Если и есть какой-то недостаток, так это то, что выработка электроэнергии средняя, а эффективность ниже, чем у традиционных тепловых машин.
Это и понятно, ведь эффективность преобразования энергии излучения в электрическую энергию всегда была невысокой.
В прошлой жизни Сюй Чуань тоже пытался решить эту проблему, но из-за различных ограничений не добился большого прогресса, и даже с небольшим улучшением эффективность все равно была намного ниже, чем у традиционных тепловых машин.
До перерождения спроектированная им крупная «АЭС с преобразованием энергии β-излучения ядерной энергии» могла вырабатывать электроэнергию лишь на уровне средней или малой АЭС.
Если использовать более понятные данные для сравнения, то если АЭС площадью две тысячи му вырабатывает сто миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год, то АЭС, использующая ядерные отходы в качестве сырья, будет иметь мощность около двадцати миллиардов киловатт-часов, что, возможно, составляет менее одной пятой.
Конечно, первоначальная цель этой технологии заключалась не в выработке электроэнергии, а в решении проблемы сложной утилизации ядерных отходов.
Что касается выработки электроэнергии, то это лишь побочный эффект.
Для ядерных отходов, на переработку которых и так нужны деньги, возможность повторного использования и возврата части средств — это уже самый идеальный вариант.
— Профессор, вы вернулись. Поздравляю вас с получением премии по естественным наукам!
В Шанхайском институте атомного ядра Академии наук Сюй Чуань нашел занятого Хань Цзиня. В кабинете был еще один молодой научный сотрудник, который, увидев его, радостно подошел поздороваться.
Сюй Чуань кивнул и с улыбкой сказал: «Спасибо. После такого долгого отдыха пора переходить к следующему этапу нашего проекта».
— Конечно, мы уже давно ждем.
Молодой исследователь улыбнулся. Хотя приостановка исследовательского проекта и давала им возможность отдохнуть, но опыт работы и результаты, полученные вместе с лауреатом Нобелевской премии, были важнее.
Сюй Чуань улыбнулся и сказал Хань Цзиню, стоявшему рядом: «Начальник Хань, пожалуйста, сообщите остальным исследователям, что через десять минут будет совещание».
— Хорошо, я сейчас же организую, — Хань Цзинь кивнул, взял телефон и упомянул всех участников в групповом чате.
— Пойдемте, сначала в кабинет.
Через десять с лишним минут в небольшом конференц-зале собрались все.
Сюй Чуань привел мысли в порядок, прочистил горло и начал: «За последние несколько месяцев мы завершили разработку защитного материала на основе теории «атомной циркуляции». Результаты испытаний показали, что защитный и экранирующий эффект этого нового материала довольно хорош».
"В ходе этого процесса все проявили себя довольно хорошо."
"В качестве награды, после совещания все могут подать заявление начальнику Хань Цзиню о переводе на постоянную работу и завершении испытательного срока. Надеюсь, что все будут продолжать усердно работать и в будущем."
Услышав это, восемь научных сотрудников в кабинете пришли в восторг.
"Босс крут!"
"Люблю тебя!"
"Вау, досрочный перевод на постоянную работу!"
"Спасибо, босс! Босс щедр!"
В конференц-зале раздался волчий вой. Услышав новость о досрочном переводе на постоянную работу, все обезумели от радости.
Досрочное прохождение испытательного срока и перевод на постоянную работу означали не только повышение заработной платы и льгот, но и право подать заявку на должность стажера-исследователя.
А стажер-исследователь через год мог стать штатным научным сотрудником, что было настоящей мечтой большинства докторантов!
Теперь эта мечта сбывалась раньше срока, была буквально на расстоянии вытянутой руки, как тут не радоваться.
Дав всем в кабинете немного порадоваться, Сюй Чуань кашлянул, вернул всеобщее внимание и продолжил: "Хорошо, а теперь приступим к распределению работы."
Услышав это, в конференц-зале сразу же воцарилась тишина, все смотрели на него, как послушные дети.
Сюй Чуань сказал: "Следующая работа заключается в разработке полупроводникового материала на основе теории «атомной циркуляции»."
"Требования к этому материалу подробно описаны в документах, которые вы все читали ранее, поэтому я не буду повторяться."
Хотя он и был хорошо знаком с соответствующими техническими теориями и необходимыми материалами и мог бы сделать все сам, это было бы очень невыгодно для подготовки кадров.
Что касается этих первых научных сотрудников, то Сюй Чуань хотел, по возможности, развить их собственные исследовательские способности. Ведь по мере расширения проекта в будущем все эти люди станут костяком. Если их можно обучить, то стоит попробовать.
— Как насчет материалов на основе хрома?
В кабинете один из разработчиков, немного подумав, предложил.
Проработав с Сюй Чуанем три-четыре месяца, эти разработчики уже узнали некоторые особенности характера этого большого босса.
Что касается исследований и разработок, то если у тебя есть способности и потенциал, он заметит это и будет способствовать твоему развитию.
Что касается негласных правил академического мира, то здесь их практически нет.
Конечно, в настоящее время почти все материалы по исследованиям и разработкам предоставляет этот большой босс, поэтому и негласных правил почти нет.
— Материалы на основе хрома? Расскажите о своей точке зрения.
Сюй Чуань ободряюще посмотрел на исследователя по имени Ду Цзин и задал вопрос.
Он всегда с нетерпением ждал мнений разных людей, и если это не было чем-то необоснованным или невозможным для обсуждения, он обычно был рад выслушать мнение других.
Ведь только столкновение мыслей может породить искру мудрости.
Заметив ободряющий взгляд Сюй Чуаня, исследователь по имени Ду Цзин глубоко вздохнул и сказал: "Прежде всего, необходимо учитывать условия использования нашего нового материала."
"Хотя технология атомной циркуляции может повысить способность многих материалов противостоять ядерному излучению, если мы хотим гарантировать срок его службы, относительная плотность материала должна оставаться относительно высокой."
"Оксиды хрома или индий-хромовые материалы могут это обеспечить. Если использовать материалы на основе хрома, то срок службы может быть значительно увеличен."
Услышав это, многие из исследователей, сидевших в кабинете, кивнули. По их мнению, точка зрения Ду Цзина действительно не вызывала вопросов.
Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "С точки зрения срока службы, материалы на основе хрома действительно стоит попробовать, но думали ли вы о другом вопросе."
— О каком вопросе? — Ду Цзин опешил и быстро спросил.
— Думали ли вы о том, сколько материала потребуется, то есть сколько потребуется средств? Ведь этот материал используется для внешней оболочки ядерных отходов, а количество ядерных отходов, производимых электростанцией, очень велико, тоннаж превышает три или даже четыре цифры.
— Сколько хромовых материалов потребуется для обработки такого количества отходов? Ведь цена на хром не низкая, — с улыбкой спросил Сюй Чуань.
Ду Цзин, задавший вопрос, на мгновение задумался, а затем грубо подсчитал в уме. Если исходить из 500 тонн, то для обработки такого количества ядерных отходов потребуется не менее 500 тонн хрома.
Пятьсот тонн хрома звучит много, но, учитывая плотность хрома, это на самом деле меньше ста кубических метров.
Хотя он не знал, сколько сейчас стоит тонна хрома, но это точно не меньше пятидесяти тысяч за тонну, а значит, только стоимость хрома превысит двадцать пять миллионов.
И это только для переработки ста тонн ядерных отходов.
Следует учитывать, что время распада ядерных отходов довольно велико, и даже если в этом теоретическом документе предлагается использовать технологию под названием "система ускорения трансмутации" для сокращения времени распада ядерных отходов, время использования ядерных отходов все равно будет довольно долгим.
Это равносильно тому, что эта партия хрома будет напрямую связана с ядерными отходами.
Хотя в настоящее время в Китае накоплено всего около тысячи тонн ядерных отходов, это только потому, что атомные электростанции в стране начали строить относительно поздно.
Если действительно будет установлено, что ядерные отходы можно использовать повторно, то при темпах строительства в Китае, в течение пяти лет годовой прирост ядерных отходов может увеличиться до тысячи тонн или даже больше.
А если учесть другие страны, то количество хрома, необходимое для обработки такого количества ядерных отходов, просто невообразимо.
Конечно, по сравнению с тем, что в настоящее время различные страны тратят сотни миллиардов на переработку ядерных отходов и не имеют хорошего решения, это действительно того стоит.
Но с другой стороны, эта цена действительно достаточно высока.
Вместо этого лучше использовать другие, более дешевые материалы, пусть и не такие долговечные, но их можно заменить.
Это хлопотно, но по сравнению с затратами на использование хрома, это ничто.
Поняв это, Ду Цзин кивнул, немного смутившись: "Я понял, если так, то материалы на основе хрома действительно не подходят."
Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "Но ваша идея действительно хороша, я дам вам возможность выделить вам исследовательский фонд, вы можете на его основе подать заявку на отдельную лабораторию и нанять двух помощников для проведения исследований материалов на основе хрома."
"После совещания напишите мне соответствующее заявление, надеюсь, вы сможете воспользоваться этой возможностью."
Услышав это, Ду Цзин, открыв рот, широко раскрыл глаза и в восторге сказал: "Спасибо профессору за поддержку, я обязательно завершу исследование полупроводниковых материалов на основе хрома с атомной циркуляцией."
В кабинете остальные бросали завистливые взгляды.
Знали бы они, то боролись бы за то, чтобы выступить первыми.
Отдельная лаборатория, отдельное финансирование исследований, возможность иметь помощников - такое отношение практически ничем не отличается от отношения к штатным научным сотрудникам.
На главном месте Сюй Чуань, видя выражение лиц всех присутствующих, слегка улыбнулся.
Хотя он знал, что хромовые материалы посредственны, причина, по которой он все же организовал исследование материалов с атомной циркуляцией хрома, заключалась не в этом, а в более отдаленном управляемом ядерном синтезе.
С другой стороны, если хочешь, чтобы лошадь бежала, нужно дать ей поесть травы.
Будь то работа или обучение, нужно, чтобы люди действительно видели вознаграждение и надежду, не так ли?
После сегодняшнего совещания эти исследователи в будущем, как в работе, так и в научных исследованиях, будут стараться изо всех сил, смело выдвигать свои идеи, не опасаясь насмешек или чего-то подобного.