5天后,關鍵的時刻來了。
“監控系統啟動!”隨著杜克一聲令下,主控室中的1號操作員啟動了整個實驗堆的監控系統,拉開了杜克的實驗性反應堆第一次臨界過程。
“報告,監控系統自檢正常!”1號操作員報告道,“各個檢測點處於工作狀態。”
“控制系統檢測正常!”
“傳送系統檢測正常!”
“回收系統檢測正常!”
一陣此起彼伏的報告過後,看著巨型大螢幕上顯示一切正常,杜克閉上眼睛,深吸了一口氣,緩緩吐出來壓抑了一下自己的激動心理後,沉聲下令道:“投放1單位核燃料!”
1單位核燃料就是經過了嚴格得出來的實驗堆最小輸出功率10MW的用量。
7號核燃料投放操作員按下了投放確認鍵,大螢幕上,自動傳送系統的自動機械手,將準備好的1單位核燃料從庫房取出,然後送入傳送帶傳入實驗堆的堆芯。
“投放催化劑!”看到核燃料就位,杜克繼續下令道,這種催化劑是杜克獨家的發明創造,製造過程和配方現在也只有杜克才知道,這是杜克的核心研究成果,按照設計要求,投入催化劑後三十分鐘內,實驗堆就應該進入臨界狀態。
而只有進入了臨界狀態,才標誌著杜克這座核反應堆正式啟動進入執行狀態,為機組併網發電和滿功率執行奠定了堅實基礎。
大螢幕上很快顯示投放催化劑成功,一旁的倒計時開始了,時間開始在一分一秒地消逝著,杜克緊張的望著大螢幕,死死盯著那個臨界反應的檢查狀態顯示,不知不覺中手心都握出了一把冷汗。
實驗核反應堆臨界過程,非常類似常規火電站鍋爐的點火過程。只有在進入了臨界狀態後,堆芯的原子核反應才進入自持式階段,也就是啟動真正的連續核反應,開始輸出核裂變帶來的巨大能量,為今後機組發電和滿功率執行創造條件。
當然第一次臨界後並不真正接駁發電裝置直接發電,而是將進行零功率物理試驗,驗證堆芯效能、核儀表監測系統裝置的可用性及堆芯裝載的正確性,從而確保機組能夠提升到功率執行狀態。
杜克感覺倒計時的時間過得太慢了,就像一個老太太半天邁不開步一樣,簡直讓人度日如年,十分鐘後,檢測中子的探測器顯示,中子的密度在逐漸增加,同時反應堆內的溫度開始快速攀升。杜克立刻感覺心開始提到嗓子眼了。
這些資訊顯示中核裂變開始進行了,因為當鈾235的原子核受到外來中子轟擊時,一個原子核會吸收一箇中子分裂成兩個質量較小的原子核,同時放出2—3箇中子。這裂變產生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核,引起新的裂變。如此持續進行就是裂變的鏈式反應。
鏈式反應將以熱能的形式釋放出巨大的能量,而使用合適的材料將這些熱能匯出,使之將外圍的水變成水蒸氣,就可以推動汽輪機進行發電。說起來這個過程非常簡單,但是真正做到卻很不容易。
首先要保證這個鏈式反應在人類的有效控制下持久的、在某種可控範圍內進行下去,是非常難以控制的。
因為對於原子核裂變過程中會釋放出新的中子,要想控制得當,確保這些中子可以繼續去攻擊原子核,保證核裂變反應不會停頓,這個操作是非常困難的。
只有核裂變產生出的新中子數量剛好滿足反應堆繼續裂變的需要,整個核反應堆才能處於一個穩定持續裂變狀態,這個就是所謂的臨界狀態。
如果控制不當導致中子數過多,反應堆執行就會不穩定,嚴重時甚至有爆炸的危險;反之,如果中子數過少,裂變反應則會停下來。
中子探測器顯示檢測到的中子越來越多,顯示裂變的鈾235的原子核也越來越多,核心反應堆的溫度開始攀升到800度。這時候導熱系統開始工作,開始將導熱系統外圍的匯入的海水變成水蒸氣輸出。
當倒計時到了28分鐘,只聽得一聲清脆的提示聲音,“反應堆進入臨界狀態!”這時候所有的人都開始歡呼起來。
這基本上標誌中本次啟動實驗核反應堆,開始進入自持期!
也就是說,從現在開始,這個實驗堆在目前這個條件下,可以持續不斷執行下去了。
杜克雖然內心也很激動,但是卻沒有跟著大夥兒一起歡呼起來,他死死地盯著輸出的空轉水蒸氣的氣壓強度。
按照比萊姆的設計說明來看,這個時候應該穩定的輸出的二回路蒸汽壓力為25兆帕,反應堆