直升機的旋翼攪動着西北戈壁上乾燥的空氣,彭覺先透過舷窗俯瞰着這片被風沙打磨了千萬年的土地。
遠處504廠灰白色的建築羣像一座孤島般矗立在黃褐色的荒漠中,幾根細長的煙囪指向天空,卻不見一絲煙氣。
這座擁有半個世紀歷史的核設施已經順利完成了從同位素生產到科研前沿的轉型——
把原有的職能交給技術更新、規模更大的後輩們,自己則開始發揮餘熱。
就像已近古稀之年的彭覺先本人一樣。
“彭院士,我們五分鐘後降落。”
飛行員的聲音從耳機裡傳來,打斷了他的心理活動。
彭覺先點點頭,手指不自覺地撫過放在膝上的密碼箱。那裡裝着從荷蘭佩滕帶回的測試數據,硬盤中的每一個字節都凝結着團隊三個月的汗水與智慧。
他想起回國之前跟常浩南的最後一次通話。
“老彭,這次地面測試是最後一道坎,跨過去,我們就能把反應堆送上太空。”
“彭老師,HFR的瞬態響應數據我已經重新覈算了三遍。”黃知濤轉過頭,眼鏡片後的眼睛閃爍着興奮的光芒,“特別是中子通量在磁流體耦合區的衰減曲線,與我們的模擬結果誤差不超過2%。”
“做得好。”彭覺先讚許地點頭,“等會兒見到韓總工,你來負責彙報這部分。”
直升機降落在504廠東區的停機坪上,艙門一開,戈壁特有的乾燥熱浪便撲面而來。
彭覺先拎着密碼箱跳下飛機,看到韓陳峰已經帶着兩名技術人員等在停機坪邊緣。
這位反應堆工程專家比上次見面時瘦了不少,深藍色的工裝褲上沾着幾處油漬,但眼睛裡卻閃爍着彭覺先熟悉的、那種面對技術挑戰時纔有的興奮光芒。
在他身旁,站着一位身材略有些矮小的工程師——反應堆控制系統負責人蘇雲。
他手裡拿着平板電腦,正在快速瀏覽着什麼數據。
“韓主任,小蘇”彭覺先大步走過去,兩人的手在空中相握。
“路上順利嗎?”韓陳峰給彭覺先披上一件棉外套,同時示意技術人員帶路,“我們直接去會議室吧,常院士今天早上還打電話問你的情況。”
黃知濤快步跟上,與蘇雲並肩而行:“蘇工程師,你們改造的堆芯控制系統……”
“用了全新的FPGA架構,“蘇雲頭也不擡地繼續操作着平板,“延遲降低了40%,採樣率提高到每秒200萬次。不過磁流體耦合部分的算法還得請你們把關。”
穿過三道防爆門和一條長達數十米的廊道,一行人來到了位於廠區中央的核心區控制室。
牆壁上的屏幕顯示着反應堆各系統的實時狀態圖,十幾個身着白大褂的技術人員正在調試設備。
看樣子是已經進入了最後的準備階段。
彭覺先打開密碼箱,取出一個加密硬盤插入會議系統。
趁着讀取資料的功夫,詢問道:
“說說你們這邊的情況。”
韓陳峰走到主控臺前,調出早已準備好的反應堆平面模型:“按照常院士的要求,我們已經把原來的池式堆徹底改建爲球牀模塊式高溫氣冷堆。”屏幕上,一個複雜的球體結構從側視和俯視兩個角度被展示出來,“全堆採用兩個核等離子體供應系統連接一個盤式磁流體發電機組,可以根據功率需求靈活切換。”聽到這裡,彭覺先突然擡起頭,盯着面前的結構示意圖看了一會兒:
“二對一?”
“沒錯。”
在得到韓陳峰的首肯之後,蘇雲接過話頭,回答道:
“爲了縮短設計週期和控制風險,我們參考了HTR-10上面的核蒸汽供應系統,雖然結構上有很大變化,但二對一的設計形式仍然可以削弱模塊間相互影響的耦合作用,降低控制難度。”
彭先覺點點頭,算是對這個方案比較滿意。
見狀,韓陳峰按照之前的準備繼續開始介紹:
“每個等離子體供應系統都配備了獨立的氦氣循環迴路,採用三級離心壓縮機,工作壓力達到8MPa。”
他說着調出一組流體動力學模擬圖:“我們在喉部設計了收縮-擴張噴管結構,使氦氣以湍流形式通過反應堆出口,這樣可以確保等離子體進入發電通道時的均勻性。”
模型放大到堆芯部分,數萬個直徑6釐米的燃料球以精確的幾何排列填滿反應區。
每個燃料球內部,數以萬計的TRISO顆粒像石榴籽般緊密排列,每一顆顆粒都包含着鈾核燃料和四層不同材料的保護殼——最內層是多孔碳緩衝層,向外依次是熱解碳、碳化硅和緻密碳層。
“燃料球採用鈾-釷混合氧化物,釷232在俘獲中子後會轉變爲可裂變的鈾233,實現燃料增殖。”韓陳峰的手指劃過觸控屏,“TRISO顆粒的碳化硅塗層能承受1600度以上的高溫,我們在1300℃下測試了2000小時,裂變產物阻留率仍然超過99.99%。”
彭覺先愈發湊近屏幕:
“還保留了二回路系統?”
“沒錯,但原有的蒸汽系統只作爲冷卻備份。”韓陳峰調出管道圖,“在地面環境下,我們沒法像太空基地那樣利用超大面積散熱片,所以保留了二回路的熱交換器……此外,我們還優化了熱交換器的鰭片結構,採用納米多孔陶瓷塗層,使換熱效率提升了35%。”
解釋完之後,或許是擔心對方仍有顧慮,於是又添了一句:
“您放心,它完全不參與發電循環,只負責在緊急情況下帶走餘熱,不會對常院士的測試結果產生影響。”
與此同時,彭覺先帶來的技術人員已經開始分發測試方案。
在確定人手拿到一份之後,他用眼神示意了一下旁邊的黃知濤。
後者趕緊起身:
“各位前輩好,我是彭院士團隊的博士生黃知濤,下面將由我來介紹這套已經通過驗證測試的啓動方案……”
簡短的自我介紹之後,他馬上進入正題:
“對於地面反應堆而言,常規的外中子源啓動自然是最成熟、也是最穩妥的啓動方式,但常院士計劃將核反應堆磁流體發電技術用於太空,那麼,在緊湊的空間反應堆堆芯中插入外中子源棒將會增加反應堆結構設計和驅動機制的複雜性,同時一旦發射失敗,反應堆在墜落地面後可能達成臨界條件,在外中子源存在的條件下就很有可能發生危險……”
“因此,空間反應堆應採用無外中子源啓動系統,利用高能粒子束轟擊鎢靶,通過(p,n)反應產生快中子,再經過鈹倍增器放大中子通量。”黃知濤放大一張原理圖,“整個系統模擬銀河宇宙射線疊加太陽耀斑的能譜特徵,最高能量可達100MeV。”
韓陳峰的眼睛亮了起來:“就像太空中的自然條件!”
“正是如此。”彭覺先接過話茬,點了點頭,“相關設備去年底就已經在訂製,現在已經在運輸途中了,預計三天後能到。”
會議持續到深夜。兩組人馬逐項覈對測試流程,從氦氣循環系統的啓動序列到磁流體發電機的預勵磁程序,每一個參數都被反覆推敲。
黃知濤和蘇雲負責對接等離子體與控制系統之間的接口協議,兩人就採樣頻率和延遲補償爭論了將近一小時,最終達成妥協方案……
當彭覺先最終在方案上簽字時,窗外的夜空已經亮起了點點星光。