大國院士 第二百五十四章：輻射電能轉換
將ATLCE探測器的原始實驗數據交給陳正平去處理後，徐川馬不停蹄的趕回了魔都。
核能項目第二階段的半導體材料研發已經到了關鍵節點，他得回去主持大局，加快速度做出來。
畢竟現在已經到了農曆十二月中旬，再有幾天的時間就過小年了。
等過完小年，實驗室也差不多就該放年假了。
......
魔都，科學院原子核研究所中，徐川帶着白色的聚酯手套，操控着眼前的離子注入機將設備中的金屬離子材料的送入了ALD氣相沉積儀中。
這是製造半導體材料中很關鍵的一步，為半導體基底注入雜質。
當然，這個雜質並非我們傳統概念中的雜質，它有些類似於我們手機中使用的半導體矽基晶片。
眾所周知，半導體是指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。
它的導電性可控，容易受到微量雜質和外界條件的影響而發生變化。
往裏面摻雜磷、砷、鎵等不同電阻的材料可以讓其形成NP極，作為控制電荷開關的門。
這是半導體材料的核心基礎。
其中非常着名，我們日常生活中也容易接觸到光伏發電也是建立在這一基礎上的。
不過它利用的是其中另一部分--半導體特有的「光生伏特效應」。
光伏發電是通過光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。
首先是將光伏發電板將光子（光波）轉化為電子、將光能量轉化為電能量，然後讓其形成電壓。
有了電壓，就像是在河流上築高了大壩，如果兩者之間連通，就會形成電流的迴路。
這是光伏發電的核心原理，也是核能β輻射能聚集轉換電能機制的原理之一。
不過傳統的光伏發電技術有個很大的缺點，那就是一般的太陽能電池光譜響應的波長範圍基本都在320-1100n】
漫長的等待時間過去，徐川重新帶上了手套口罩護目鏡等防護設備，打開氣相沉積爐將裏面完成加工的材料取了出來。
第一批加工好的材料並不算大，邊長只有30*3不過作為實驗體，它已經足夠了。
值得一提的是，儘管它的面積不大，但厚度卻比一般需要使用氣相沉積設備加工的材料厚多了，足足有近兩厘米厚。
畢竟是用於處理核廢料上的，如果太薄，它沒法完全吸收掉核廢料散發的輻射。
事實上，這已經不是他第一次做出這種半導體材料了。
在之前的時間中，他已經相應的做出了三分完全不同的新半導體材料，只是測試結果都不盡人意。
當然，這是他故意的，畢竟一次就做成功，這有點太不可思議了。
而三份材料失敗的材料，從測試和理論上都給了他足夠的調整數據，再完成材料的研發，就合情合理多了。
儘管相對比其他實驗室研究所的材料研發過程來說，這依舊簡潔多了。
要知道很多實驗室或研究所研發一份新材料可能要失敗幾十，幾百甚至幾千次才能做出來。
......
「王遠，取一部分材料，先去做一個全面的常規檢測。」
實驗室中，徐川先目測觀察了一下手中合成出來的材料後，對着身邊的研究員開口道。
這名叫王遠的研究員，就是之前克雷研究所打電話時遇到的那個青年。
雖然有些喜歡八卦，不過做事相當細心，也很有天賦，再加上年齡不大，他就親自帶在了身邊，讓對方幫忙打打下手。
對於一名普通的研究員來說，跟着一名諾獎得主打雜，那叫做打雜嗎？
「好的教授。」
王遠沉穩的從徐川手中的接過的材料，切割了一小部分下來，而後迅速的離開了實驗室。
至於徐川自己，則帶着剩下的材料來到了輻射室，親自對這塊材料的實際轉換能力進行測試。
測試的方式並不算複雜，將這份材料製造成類似於太陽能發板一樣的設備，然後利用輻射強度不同的核廢料進行檢測。
從最關鍵的發電能力，到電離輻射對這種半導體材料的破壞，再到轉化效率等方面，看看它能否達到規定的指標。
如果能，就代表這種新材料已經研發成功，如果不能，那就要看看是哪方面有問題，然後再來查漏補缺。
不過對於手中的新材料，徐川信心十足。
這種新半導體材料，是上輩子完全優化後經歷了實際運用驗證的。
在性能和安全性方面完全可靠。
.....
花費了一些時間，在實驗室其他研究員的幫助下，徐川將這份新半導體材料加工成了一個簡陋的設備。
連接在上面的各種檢測設備讓它看起來有些像是以前老式的拖拉機車頭上的發動機。
儘管它看起來有些醜陋，但可是名副其實的最頂尖，最前沿的科技。
整套設備的核心由半導體輻射電能轉化材料+此前研發的防護材料組成，前者完成輻射能對電能的轉換，後者作為安全保護措施防止裏面的設備出現意外後核輻射泄露出來。
至於連接在上面的各種檢測設備，後期在完成後都是需要拆除的。
穿戴着由無鉛納米複合重構防護材料製成的防護衣，一名實驗室的工作人員隔着一面鉛玻璃利用設備將一份帶着濃重核輻射的核廢料送入了全封閉的裏間實驗室中。
在核廢料從封閉的鉛箱中取出來的一瞬間，安置在全封閉實驗室中的各種輻射探測器尖叫蜂鳴了起來，各式各樣的警報聲不斷響起。
而在實驗室的另一個觀測室中，徐川和韓錦等眾人正透過監控觀察着整個實驗。
從顯示屏上的輻射計數上可以看出，正在進行實驗的輻射室中，輻射計量已經超過了一千毫希（v），且這個數值正受核廢料的影響在不斷拔高。
如果沒有任何的防護，人類進入這種強度的輻射環境中，基本意味着死亡。
這還是經過處理後的核廢料，其輻射強度，輻射量等各方面都經過處理的。如果是核電站中正在燃燒的核燃料棒，其強度比這個恐怖多了。
......
實驗室中的輻射並沒有持續累計增高下去，在核廢料安置進專用的設備中全封閉起來後，探測器上的警報開始降低，核輻射形成的輻射計量也開始因為實驗室中其他設備的吸收逐漸削弱。
不過對於核輻射來說，這種削弱是有限的。
當吸收材料飽和後，吸收材料就會在一定程度上變成新的輻射源，源源不斷的釋放輻射污染，直到數百數千年後攜帶核輻射散盡。
這也是為什麼切爾諾貝利核電站發生事故後，即便是當時的紅蘇處理掉了清洗了2100萬平方米「髒土」，至今烏克蘭都依舊有很大的一片區域仍因污染太重而不宜居住，且要過好多年後才能安全耕種的原因。
核廢料放射出來的污染，需要的衰變時間太長了。
不過這原本的缺陷，對於如今的徐川來說，是一個巨大優勢。
輻射時間長，意味着它的發電持續時間也長，可以說沒有任何燃料能比核廢料「燃燒」更長的時間了。
如果
能將其製造成普通的電池大小，可能未來的手機電腦什麼的，都不需要再充電了。
只是目前來說，這個想法還只是一個幻想，因為安全問題，不可能做到那么小。
除非核輻射的防護隔離材料能更進一步的性能升級。
......
隨着存放核廢料的轉換器封閉起來，部署在外部的探測器也開始傳遞迴來各種數據。
觀測室中，一名負責觀測數據的研究員緊緊地盯着目前的顯示屏，當上面的數據開始跳動時，他臉上的神情也跟跳動了起來。
「檢測到電流產生！」
當確定顯示屏上的數據是真實存在的後，這名研究員一把推開了身下的椅子，勐的站了起來大聲的匯報，聲音帶着顫抖和激動。
聞言，站在觀測室中的所有人心頭一震，原本正站在徐川身邊的彭鴻禧院士更是邁着一雙腿迅速的跑了過去。
這位老人這些天恰巧在魔都這邊開會，臨時起意過來看看這邊的情況，正好趕上了這次的測試實驗，就好奇的跟着一起過來了。
推開原本的觀察員，他用渾濁的目光死死的盯着計算機屏幕上那不斷跳動並且在穩定增強電流數據。
「4.7C，真，真的做到了！」
望着屏幕上的跳動着的數據，彭鴻禧再也壓抑不住心中的震撼。
其實將輻射能轉變成電能這種事情並非做不到，無論是利用金屬材料產生勢能差，亦或者利用多層碳納米管與黃金和氫化鋰材料吸收輻射能都可以做到。
但上述的這些方法，在轉變效率方面都很低。
比如利用金屬材料產生的勢能差轉變成的電能甚至還不到幾毫安，這種強度的電流，僅僅能觸動一下靈敏的探測器罷了，根本就做不到用於發電。
而今天的測試，彷若憑空降下的奇蹟一般。
暫且不說其他的問題，光是在輻射電能轉化率這方面，從目前的數據來換算，已經堪比傳統的太陽能發電板了。
傳統的太陽能發電板效率較高的單晶矽太陽能光伏轉化效率也只不過是20%左右，
而從目前輸出的電流來計算，那台安置在封閉實驗室中的「輻射電能轉換設備」對內部輻射能的轉化率已經達到了15%左右，且這個數值還在隨着時間的推移進一步提升。
百分之十五的轉化率，這意味着在輻射電能轉化方面，它已經沒有任何問題，完全能夠將轉換的電能接出來使用。
只要設備中關鍵材料-那種新型半導體能在核廢料面前堅持的久一些，能夠達到商用標準，那麼這種方法就完全能夠推廣開來，那麼從今天起，核廢料將不再是難以處理的廢料，它變成了能用於發電的寶貝。
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