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三天后,504廠進入了最高戒備狀態。
中央控制室里,二十多塊顯示屏實時反映著反應堆各系統的狀態。
彭覺先站在主控臺前,看著技術人員完成最后的系統檢查。
黃知濤正與蘇云核對控制參數,兩人的表情都異常專注。
“放射源就位,質子加速器能量穩定在20MeV,束流強度500μA。”
“氦氣純度99.999,露點70℃,含氧量低于0.1ppm。”
“磁體預冷完成,超導線圈溫度4.2K,磁場均勻性達到0.01。”
韓陳峰從通訊器里抬起頭:“按照操作流程,一切準備就緒。”
彭覺深吸一口氣,環視控制室里的每一張面孔。
這兩年來,他們經歷了多少次失敗與挫折,就是為了這一刻。
”開始吧。”
隨著命令下達,主氦風機發出低沉的嗡鳴,高壓氦氣開始沿著直徑兩米的管道循環流動。
與此同時,反應堆轉鼓組緩緩轉動,將第一批燃料球送入核心區。
接下來,就是反應堆正式啟動前最關鍵的步驟——
質子加速器啟動,模擬宇宙射線的高能粒子流穿透一米厚的混凝土屏蔽層,直擊堆芯。
在微觀尺度上,這場變革如同宇宙初開般壯麗。
每一個入射質子都像一顆微型超新星,在撞擊鎢靶核的瞬間釋放出π介子、中子和γ射線,這些次級粒子又以接近光速穿透鈹倍增器,其中每個快中子在鈹核中通過(n,2n)反應產生兩個次級中子。
最終,這束經過放大的中子流如暴雨般傾瀉入堆芯,與鈾235核發生碰撞。
每一次成功的撞擊都會使重核發生裂變,釋放出23個新的中子和蓬勃的結合能。
“中子產額6.5×10n/cm,正在上升。”
監控員的聲音有些顫抖。
本次啟動測試中的大部分操作人員都來自504廠,并非跟著彭覺先在荷蘭進行測試的老人,難免因為興奮或者緊張而出現一些心理波動。
彭覺先盯著曲線圖,中子密度像初春的溪流,開始時斷時續,漸漸變得連貫而有力。
反應堆壓力容器內,氦氣溫度以每分鐘15K的速度攀升,燃料球中的TRISO顆粒開始發出幽藍的切倫科夫輻射。
黃知濤緊盯著中子能譜分析儀:“快中子比例符合預期,共振吸收峰出現在5.2eV處,與我們的模擬完全一致。”
“7.2×10n/cm,鏈式反應開始自持。”
韓陳峰擦了擦額頭的汗水,下令提升控制棒以補償溫度上升帶來的負反饋。主氦風機的轉速隨之增加,將更多熱量帶出發電通道。蘇云的指尖在控制面板上飛舞:“等離子體預電離系統準備就緒,一旦溫度達到限定值就立即啟動。”
控制室里響起一陣克制的歡呼。
隨后,便是漫長的等待。
或許是為了緩解焦躁不安的情緒,片刻沉默過后,韓陳峰主動開口道:
“彭院士,講講你們在歐洲的事情吧?”
在核能研究這方面,ITER至少在名頭上仍然是最響亮的。
韓陳峰沒機會親自參與,要說不好奇那是不可能的。
彭覺先擠了擠有些酸澀的眼睛。
HFR測試過程中發生的事情太多,一時間竟不知從哪里講起。
過了一會兒才苦笑搖頭:
“荷蘭人提供的燃料數據和實際裝料差了15,要不是常院士發現得早,我們差點在ITER面前出洋相。”
蘇云冷哼一聲:“他們肯定是故意……”
“歐洲人那套把戲……”韓陳峰也跟著表態道。
其實彭覺先很想說這次真不是歐洲人的鍋,但這里面牽扯到武器級核裝置的問題,實在不便多說。
只好切換話題:
“不過去年閱兵后,他們態度倒是好了不少,我們各方面的材料和操作要求,荷蘭人幾乎是通盤答應……”
兩個半小時后,中子密度終于突破10n/cm大關。
當工程師匯報的聲音落下時,控制室內頓時響起熱烈的掌聲。
壓抑許久的氣氛也得以緩解些許。
但真正的考驗才剛剛開始——
要產生足夠濃度的等離子體,堆芯出口溫度必須突破2000K大關。
“溫度1980K...1995K...2000K!”
彭覺先感到自己的心跳快得發痛。
屏幕上,光譜分析儀顯示出氦等離子體特有的587.6nm氦I線和468.6nm氦II線——這意味著無數氦原子在高溫下剝離了電子,形成了由自由電子和離子組成的第四態物質。
黃知濤突然驚呼:“看這個!”他指著質譜儀讀數,“氦離子密度達到10m,電子溫度3.5eV,完全滿足發電要求!”
韓陳峰來到控制臺話筒前,語氣鄭重地說道:
“報告彭院士,HTRPM反應堆已經達到臨界水平!”
彭覺先的嘴角扯起些許弧度,不過很快又恢復如常:
“提升反應堆控制棒!”
這也是在HFR測試中獲得的經驗。
在反應堆剛剛達到臨界時,堆芯運行仍然不夠穩定,為了避免啟動失敗,需要額外補償氙的積累和堆芯溫度負反饋效應。
隨著工程師完成操作,眾人耳中的嗡鳴聲變得愈發清晰起來——
那是主氦風機正在系統調控下自動提升轉速,以維持冷卻氣體流量穩定。
很快,反應堆內部的壓力和溫度進一步上升,并在屏幕上逐漸逼近指示條最右側的黃色部分。
“等離子體檢測器有信號了!”黃知濤突然抬起頭,“出口芯部溫度,2113K!”
另一個聲音緊隨其后響起:
“啟動磁流體發電機組!”
這一次,下達指令的是負責發電模塊的韓陳峰。
20兆安培的電流瞬間注入超導線圈,在環形發電通道內建立起強大的電磁場。與此同時,高溫三通閥完成切換,2100K的氦等離子體以每秒120米的速度沖入發電通道。
二號操作臺前的蘇云同步啟動預電離系統,射頻波將等離子體電離度進一步提升到15。
每一個帶正電的氦離子在磁場中受到洛倫茲力作用,沿著與磁場和流速都垂直的方向偏轉,而質量更小的自由電子則以相反方向運動。
這種電荷分離在發電通道兩側的電極上產生電勢差,當外電路接通時,電流便開始流動。
蘇云緊盯著霍爾探頭的讀數:“等離子體β值0.25,磁雷諾數80,流動穩定性良好。”
“電壓穩定在48千伏,電流160安培……發電功率7.7兆瓦!”
控制室里爆發出震耳欲聾的歡呼聲。
技術人員們互相擊掌,有人甚至偷偷抹起了眼淚。
彭覺先走到主控臺前,調出所有關鍵參數的曲線。
反應堆運行平穩,發電效率比預期高出12。
最重要的是,整個系統證明了核能直接轉換為電磁能的可行性——這在太空環境中意味著無需龐大散熱系統就能實現高效發電。
“所有系統都運行完美,我們做到了。”韓陳峰上前兩步,來到彭覺先旁邊,“給常院士打電話吧。”