第73章 设计微型反应堆
“黄百总,你放一百个心。”秦冲十分郑重地承诺道:“我们已经做了万全的准备,而且还有原子能研究院的专家支持,即便实验不成功,安全方面也是无忧的。”
虽然见秦冲信心十足,但黄灵真还是有点不太放心,于是向站在秦冲一旁的原子能专家投出了询问的眼神,见专家也点头,脸色稍缓,又嘱咐了半天,这才作罢。
秦冲这次所设计的方案是打算在加热炉的内部,加上一个小型裂变反应堆。
一般来说,反应堆由燃料棒、中子源、慢化剂、冷却剂、控制棒等几部分组成。
燃料就是凌霄卫帮忙搞到的几千克百分之四的铀二三五。
如果按照普通核电厂的效率的话,每一克铀的发电量可以达到一万千瓦小时左右。
按此计算,这些燃料最终所产生的能量远超白衣美女的技术要求。
中子源分为初级中子源和次级中子源,每一种两个,秦冲当然不会制造中子源,这几套是通过高价从原子能研究院买来的实验装备。
慢化剂使裂变产生的快中子减速为热中子,从而提高裂变反应的几率,这次采用石墨做慢化剂。
控制棒是用来控制反应堆内链式裂变反应速度的,控制棒的主要成分是银铟镉。
至于冷却剂,秦冲认为不需要,这是因为制造这个反应堆主要目的不是为了发电,而是为了给加热炉提供可靠的加热源,如果再加装冷却系统会大大降低效率。
至于炼丹完毕以后里面能量的消耗,秦冲也有了准备。
因为超级热电偶的热电效应相当好,所以秦冲直接在炉膛内制造了一套热电转换装置,如果需要炉膛内的冷却,那么直接把热电转换器的输出线接入电网,将炉内的热能转化为电能即可。
在原子能研究院的专家指导下,通过一周多的努力,秦冲和肚子飞终于将这个小型反应堆安装在了加热炉上。
在点火前又经过了多次模拟测试,这才达到了专家满意的效果,决定次日开始正式点火。
“真的不会出问题吧?”黄灵真依旧不放心,一脸担忧地说道:“我总是心里没底,这要是爆炸了,估计咱们都得被气化了吧!”
“黄百总,我都检查好几遍了!”秦冲苦着脸道:“咱这不是蘑菇蛋,有控制棒和慢化剂,绝对不可能爆炸的!”
“就算不爆炸,我也心里发怵!”黄灵真仍旧忧心忡忡,“万一要是辐射泄漏……我还没生小孩,要是生出个畸形儿……”
“黄百总,我再重新检查一遍还不行吗?”秦冲听她越说越歪楼,立刻又开始重新检查。
“黄百总,你真的不用太担心。”原子能研究院的专家也在一旁安慰道:“这次实验的燃料剂量很小,咱们做的防护已经很完善,即便出现意外泄露,也不会对身体产生什么损坏的……”
专家的安慰比秦冲的保证好使,黄灵真脸上的忧色也渐渐褪去。
……
第二天,一切准备就绪,秦冲看了一眼黄灵真,见她也点了点头,便直接按下了启动按钮。
随着设备的启动,反应堆内的初级中子源按照设定的脉冲,发射出来一系列中子轰击在燃料棒上,燃料棒上的铀二三五被中子轰击,也放出中子劣势产生裂变反应,逐渐衰变成铀二三六同时释放出巨大的能量。
当终止到达一定密度时刺激中子源也开始发射中子,轰击燃料棒上的铀二三八和钚二三九,让其同样产生链式裂变反应,这样做可以增加聚变反应的效率。
与此同时慢化剂使裂变产生的快中子减速为热中子,控制棒也在不停的运动调整着裂变反应的输出功率。
而调整过程中所消耗的功率,则由热电转换装置转化成电能,并入了连接的电网中。
一段时间后炉膛内温度逐渐上升到了五万摄氏度,此时就看能否对其进行精确的温控,通过超级热电偶反馈回来的颅内实时温度,杜子非设计的控制程序算法,通过分析计算,不停调整反应堆内的控制棒。
当温度接近设定温度时,开始上下波动,逐渐收敛,然而收敛到一定程度后便不再继续收敛,这时的控制精度只达到了十分之一摄氏度,距离技术要求还差一个数量级,显然还无法达到白衣美女的要求。
观测了一阵之后,秦冲停止了这次实验,虽然对于整个加热炉系统来说并没有完全成功,但是对于这个微型反应堆的实验来说,效果已经相当完美。
这让原子能研究所的专家兴奋不已,觉得秦冲提供的这几种材料简直是反应堆被小型化的绝佳材料,于是立刻上报院里的领导,打算跟秦冲的公司深入合作。
秦冲暂时还顾不上这些,与杜子非正在认真分析着温度控制精度不达标的原因。
“我觉得控制算法上问题不大,”杜子非分析道:“即便响应速度稍慢,但也应该继续收敛。”
“嗯!”秦冲点点头也表示认可,“应该是燃料泵的驱动装置的问题,每一个脉冲控制的分辨率不够,不过算法也应该改一改,别完全参照研究院提供的理论模型,还得按实际的来。”
“那是肯定的!”杜子非赞同道:“我已经记录了实验的数据,等下再优化一下算法。”
之后几日又试验了几次,杜子非收集了几次实验的数据,逐渐优化算法;秦冲也通过观察和计算,设计出了分辨率更高响应速度更快的控制棒执行机构。
将新制造好的控制棒执行机构安装在设备上,并且升级了控制算法以后,再次进行试验。
最终结果相当完美,不仅温度可以稳定控制在要求精度之内,而且控制响应速度极快,其控制波形甚至都接近了梯形脉冲的波形,也就是说温度基本上以线性规律增长,达到设定温度时差不多就直接趋于稳定。
即便是原子能研究所的专家见多识广,看到控制系统中模拟出来的温度变化波形图,也目瞪口呆,不禁赞叹杜子非设计算法水平的强悍。