高通量反應堆製作核電池熱源

用核反應堆製作波爾三八 爲深空航天器提供能量 這臺反應堆的直徑還不到三米 爲什麼這麼小呢 因爲它是高通量研究反應堆 主要目標是提供極高強度的中子流 來進行科學實驗或者同位素生產 追求的是高通量而不是熱發電 它被泡在那下面的水池中 爲什麼要泡水 其一是水可以作爲慢化劑 與中子反覆碰撞 將其速度降到熱中子水平 讓反應更加穩定 更容易維持 其二是水可以作爲冷卻劑 不斷循環吸收堆心熱量 並將熱量傳出堆外 維持堆心溫度 反應堆也是加壓結構 進而提高水的沸點 可以確保水在三百度以上的高溫下 仍然保持液態 其三是水可以屏蔽輻射 尤其擅長吸收伽馬射線和中子 操作人員就可以在堆頂 相對安全的工作和觀察 這就是反應堆堆心的一部分模型 僅用於演示 不具有放射性 像這些地方是用來放板式燃料的 分爲外層和裏層 它的組成也很簡單 就是將油的化合物粉末 跟鋁合金混合 然後夾在鋁板中 捲成這種劍開線的形狀 如此就可以繞圈堆疊 並且保持恆定的水稀厚度 確保了冷卻劑 在燃料板之間的勻速流動 這部分算是能量和中子的製造中心 正中心的位置 是中子通量最高的區域 專門用來放置靶件 這是更完整的堆心模型 中心是之前的燃料輔造槍 這個部分作爲控制區 控制板就挨着燃料區 它可以通過墊起來和奪進去 來控制中子數量 緊急情況下還可以全部插入 瞬間吸收掉絕大部分中子 以中子反應 這外頭則是皮質反射體 它可以把從燃料區泄露出來的中子 反射回堆心 提高中子的利用率和堆心的效率 外圍還有一些通道 可以引出堆心中子數 方便在堆外進行中子物理和材料科學實驗 用氧化鈉跟鋁粉的分合物做原材料 因爲鈉237是一種強放射性物質 所以需要在隔離的環境中 用機械手自動操作 首先將模具類清理乾淨 再給它插個漏斗 取下原料瓶的蓋子 將混合物粉末通過漏斗倒進下方的模具中 它還會加起一個小工具 將漏斗中的殘留物統統掃下去 接着把漏斗夾出來放一邊 換成蔥頭奪進模具中 再一同轉移到壓劑類 將粉末壓制成把玩 壓好之後會進入旁邊的手套箱 用激光檢測把玩的直徑 然後找到中心 壓起來 繼續測量長度是否達標 合格品就放進下方的容器中 這些圓柱形的把玩 會被放進鋁製外殼中堆疊起來 製成最終的把棒 放進中心區域進行浮造 所有的裝填步驟都是在熱室中通過機械手遙控操作的 下一步就是進反應堆中接受中指轟擊 藍23G的原子核會俘獲一箇中指 變成藍238 它非常的不穩定 會迅速經歷貝塔衰變 變成我們需要的波238 這個反應堆芯有540塊燃料板 其中含有9.4公斤的可裂變油235 反應堆運行功率爲85兆瓦 運行25天左右就需要停堆更換新的燃料 經過浮造後的把劍 還同時存在其他放射性同位素和殘餘材料 所以需要在熱室中的放射性化學設施內 對產物進行化學分離與純化 得到波238的化學形態 熱室是專門用來處理高放射性物質的全封閉重防護工作室 這個觀察窗口由千波里和高密度礦物油構成 可以屏蔽中指和伽瑪射線 以保證操作人員的安全 這個窗口有個幾噸重瓦 總厚度不到1.4米 波238衰變會放出熱量 可以穩定地持續輸出長達88年 這些熱量都是可以用來發電的 而且它發出的還是α射線 一張紙就可以抵擋 也就便於屏蔽和安全設計 經過提純得到的氧化鋪 會被封裝在這樣的不鏽鋼容器中 以它爲燃料單元的RT機和電池 可以將放射性物質衰變產生的熱能直接轉化爲電能 還有幾個特點 不需要太陽光 沒有運動部件 功能穩定 扛得住極端環境 這些優點足以讓遠離太陽的航天器幾十年不斷電 簡直就是深空探測的心臟 那麼你知道有哪些航天器用了它嗎