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第73章 設(shè)計(jì)微型反應(yīng)堆

“黃百總,你放一百個(gè)心。”秦沖十分鄭重地承諾道:“我們已經(jīng)做了萬(wàn)全的準(zhǔn)備,而且還有原子能研究院的專家支持,即便實(shí)驗(yàn)不成功,安全方面也是無(wú)憂的。”

雖然見秦沖信心十足,但黃靈真還是有點(diǎn)不太放心,于是向站在秦沖一旁的原子能專家投出了詢問的眼神,見專家也點(diǎn)頭,臉色稍緩,又囑咐了半天,這才作罷。

秦沖這次所設(shè)計(jì)的方案是打算在加熱爐的內(nèi)部,加上一個(gè)小型裂變反應(yīng)堆。

一般來(lái)說(shuō),反應(yīng)堆由燃料棒、中子源、慢化劑、冷卻劑、控制棒等幾部分組成。

燃料就是凌霄衛(wèi)幫忙搞到的幾千克百分之四的鈾二三五。

如果按照普通核電廠的效率的話,每一克鈾的發(fā)電量可以達(dá)到一萬(wàn)千瓦小時(shí)左右。

按此計(jì)算,這些燃料最終所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)超白衣美女的技術(shù)要求。

中子源分為初級(jí)中子源和次級(jí)中子源,每一種兩個(gè),秦沖當(dāng)然不會(huì)制造中子源,這幾套是通過高價(jià)從原子能研究院買來(lái)的實(shí)驗(yàn)裝備。

慢化劑使裂變產(chǎn)生的快中子減速為熱中子,從而提高裂變反應(yīng)的幾率,這次采用石墨做慢化劑。

控制棒是用來(lái)控制反應(yīng)堆內(nèi)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)速度的,控制棒的主要成分是銀銦鎘。

至于冷卻劑,秦沖認(rèn)為不需要,這是因?yàn)橹圃爝@個(gè)反應(yīng)堆主要目的不是為了發(fā)電,而是為了給加熱爐提供可靠的加熱源,如果再加裝冷卻系統(tǒng)會(huì)大大降低效率。

至于煉丹完畢以后里面能量的消耗,秦沖也有了準(zhǔn)備。

因?yàn)槌?jí)熱電偶的熱電效應(yīng)相當(dāng)好,所以秦沖直接在爐膛內(nèi)制造了一套熱電轉(zhuǎn)換裝置,如果需要爐膛內(nèi)的冷卻,那么直接把熱電轉(zhuǎn)換器的輸出線接入電網(wǎng),將爐內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)化為電能即可。

在原子能研究院的專家指導(dǎo)下,通過一周多的努力,秦沖和肚子飛終于將這個(gè)小型反應(yīng)堆安裝在了加熱爐上。

在點(diǎn)火前又經(jīng)過了多次模擬測(cè)試,這才達(dá)到了專家滿意的效果,決定次日開始正式點(diǎn)火。

“真的不會(huì)出問題吧?”黃靈真依舊不放心,一臉擔(dān)憂地說(shuō)道:“我總是心里沒底,這要是爆炸了,估計(jì)咱們都得被氣化了吧!”

“黃百總,我都檢查好幾遍了!”秦沖苦著臉道:“咱這不是蘑菇蛋,有控制棒和慢化劑,絕對(duì)不可能爆炸的!”

“就算不爆炸,我也心里發(fā)怵!”黃靈真仍舊憂心忡忡,“萬(wàn)一要是輻射泄漏……我還沒生小孩,要是生出個(gè)畸形兒……”

“黃百總,我再重新檢查一遍還不行嗎?”秦沖聽她越說(shuō)越歪樓,立刻又開始重新檢查。

“黃百總,你真的不用太擔(dān)心。”原子能研究院的專家也在一旁安慰道:“這次實(shí)驗(yàn)的燃料劑量很小,咱們做的防護(hù)已經(jīng)很完善,即便出現(xiàn)意外泄露,也不會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生什么損壞的……”

專家的安慰比秦沖的保證好使,黃靈真臉上的憂色也漸漸褪去。

……

第二天,一切準(zhǔn)備就緒,秦沖看了一眼黃靈真,見她也點(diǎn)了點(diǎn)頭,便直接按下了啟動(dòng)按鈕。

隨著設(shè)備的啟動(dòng),反應(yīng)堆內(nèi)的初級(jí)中子源按照設(shè)定的脈沖,發(fā)射出來(lái)一系列中子轟擊在燃料棒上,燃料棒上的鈾二三五被中子轟擊,也放出中子劣勢(shì)產(chǎn)生裂變反應(yīng),逐漸衰變成鈾二三六同時(shí)釋放出巨大的能量。

當(dāng)終止到達(dá)一定密度時(shí)刺激中子源也開始發(fā)射中子,轟擊燃料棒上的鈾二三八和钚二三九,讓其同樣產(chǎn)生鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),這樣做可以增加聚變反應(yīng)的效率。

與此同時(shí)慢化劑使裂變產(chǎn)生的快中子減速為熱中子,控制棒也在不停的運(yùn)動(dòng)調(diào)整著裂變反應(yīng)的輸出功率。

而調(diào)整過程中所消耗的功率,則由熱電轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)化成電能,并入了連接的電網(wǎng)中。

一段時(shí)間后爐膛內(nèi)溫度逐漸上升到了五萬(wàn)攝氏度,此時(shí)就看能否對(duì)其進(jìn)行精確的溫控,通過超級(jí)熱電偶反饋回來(lái)的顱內(nèi)實(shí)時(shí)溫度,杜子非設(shè)計(jì)的控制程序算法,通過分析計(jì)算,不停調(diào)整反應(yīng)堆內(nèi)的控制棒。

當(dāng)溫度接近設(shè)定溫度時(shí),開始上下波動(dòng),逐漸收斂,然而收斂到一定程度后便不再繼續(xù)收斂,這時(shí)的控制精度只達(dá)到了十分之一攝氏度,距離技術(shù)要求還差一個(gè)數(shù)量級(jí),顯然還無(wú)法達(dá)到白衣美女的要求。

觀測(cè)了一陣之后,秦沖停止了這次實(shí)驗(yàn),雖然對(duì)于整個(gè)加熱爐系統(tǒng)來(lái)說(shuō)并沒有完全成功,但是對(duì)于這個(gè)微型反應(yīng)堆的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),效果已經(jīng)相當(dāng)完美。

這讓原子能研究所的專家興奮不已,覺得秦沖提供的這幾種材料簡(jiǎn)直是反應(yīng)堆被小型化的絕佳材料,于是立刻上報(bào)院里的領(lǐng)導(dǎo),打算跟秦沖的公司深入合作。

秦沖暫時(shí)還顧不上這些,與杜子非正在認(rèn)真分析著溫度控制精度不達(dá)標(biāo)的原因。

“我覺得控制算法上問題不大,”杜子非分析道:“即便響應(yīng)速度稍慢,但也應(yīng)該繼續(xù)收斂。”

“嗯!”秦沖點(diǎn)點(diǎn)頭也表示認(rèn)可,“應(yīng)該是燃料泵的驅(qū)動(dòng)裝置的問題,每一個(gè)脈沖控制的分辨率不夠,不過算法也應(yīng)該改一改,別完全參照研究院提供的理論模型,還得按實(shí)際的來(lái)。”

“那是肯定的!”杜子非贊同道:“我已經(jīng)記錄了實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),等下再優(yōu)化一下算法。”

之后幾日又試驗(yàn)了幾次,杜子非收集了幾次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),逐漸優(yōu)化算法;秦沖也通過觀察和計(jì)算,設(shè)計(jì)出了分辨率更高響應(yīng)速度更快的控制棒執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

將新制造好的控制棒執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在設(shè)備上,并且升級(jí)了控制算法以后,再次進(jìn)行試驗(yàn)。

最終結(jié)果相當(dāng)完美,不僅溫度可以穩(wěn)定控制在要求精度之內(nèi),而且控制響應(yīng)速度極快,其控制波形甚至都接近了梯形脈沖的波形,也就是說(shuō)溫度基本上以線性規(guī)律增長(zhǎng),達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)差不多就直接趨于穩(wěn)定。

即便是原子能研究所的專家見多識(shí)廣,看到控制系統(tǒng)中模擬出來(lái)的溫度變化波形圖,也目瞪口呆,不禁贊嘆杜子非設(shè)計(jì)算法水平的強(qiáng)悍。

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