他为了保险一点,实验用的核燃料球中的铀235丰度打算控制在3.5%左右,这样可以让实验堆启动但是不会发出太多的能量,同时可以检查各部件是否符合设计要求。
毕竟之前只是用电和液氮模拟了几遍,但是防核泄漏还没有真实检测过,得多做几次实验确保安全。
经过白天的学习,王建昆对微观结构有了更进一步的了解,现在已经能快速的放大原子来观察原子核,并且已经能够分辨出原子核中的质子和中子。
但是要用超能力对质子和中子进行操控还做不到,自己的微观控制能力还没达到那个数量级。
王建昆先调集基地内储存的元素制造出3百个陶瓷小球,然后取来一个装满铀元素的铅罐,用超能力对其中的铀235进行提取分配到3百个小球里。
每个小球分配23.7毫克的铀235,然后再放入653.4毫克的铀238,这样每个小球内铀235的丰度就是3.5%了。
因为还不是很熟练,提取铀235花费了2个多小时,精力消耗也很大,但是总算是完成了这重要的一步。
今后随着精神力和熟练度的提升,速度应该会越来越快。
用专用容器将核燃料球装上放到实验堆的进料装置里,然后按动开关,小球被均匀的填充到了石墨柱的孔道里。
然后打开中子源,中子源是用的铍这种金属。
铍有很多种同位素,有铍6~12和铍14,其中只有铍9是稳定的,其他7种都会自然衰变释放大量的慢中子,这些慢中子是能够击中铀235使其进行裂变的炮弹。
微型反应堆中的核燃料球在慢中子炮弹的轰击下开始裂变,裂变释放大量的热量加热石墨,同时释放大量的快中子,快中子经过石墨时会减速,减速后的慢中子又变成炮弹去轰击铀235,就这样链式反应就发生了,核燃料球纷纷被点燃然后释放热量。
当观察到堆内温度稳定上升到1千度后王建昆关闭掉中子源,观察反应是否能继续进行。
观察几分钟后发现没有了铍中子源的中子补充,各燃料球中的裂变反应还在按照一定的速度进行,这说明点燃核子火焰成功了,接着就是要把释放的能量进行转化了。
此时堆芯温度已经达到1500多度,王建昆打开氦气储存罐的阀门,高压液氦进入了能量循环管道,遇到高温的石墨,氦气被加热到1200多度,高温氦气冲出堆芯,经过一个升压膨胀装置后,温度降低了一些但压强增大了几倍。
高温高压的氦气先被送入高压汽轮机带动汽轮机转动,压强降低到一定数值的氦气接着被导入到低压汽轮机发电,然后流经压缩机被压缩后进入下一个循环。
随着核反应的不断进行,堆芯温度还在缓慢的攀升,直到2000度后就不再升高,这是因为有氦气将热量带走发电了。
王建昆查看了下高压汽轮机的运行状态,发现进气温度是1200度,压强是10个大气压,气体流出温度是1000度,6个大气压。
低压汽轮机的氦气流出温度是600度,1.2个大气压。
其中高压汽轮机发出的电被用于维持实验堆内部用电需求,低压汽轮机的发电功率是50KW。
这些数值都在智子设计出这款实验堆后的模拟范围内,所以可以说这款实验堆是可用的。
王建昆一直用超能力监控着整个实验堆,查看核裂变的过程,查看碳核被中子击中后的情况,查看各运动部件和连接部件在高温高压下的磨损和老化情况。
待实验堆稳定运行两小时后,王建昆按下终止开关,核燃料球被收纳到下方的铅盒中,此时氦气循环还在进行,带走堆芯的热量和核燃料球的残余热量。
王建昆观察到铀核在离开石墨柱后反应就停止了,虽然残余的裂变还零星发生释放中子,但释放的快中子没有石墨的减速并不能引发链式反应,慢慢的核燃料球温度降低下来直到常温,里面的铀235只是在进行常规的衰变,用普通的铅盒屏蔽就很安全了。
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