含有1厚的nb1zr覆层。台湾小说网
www.192.tw控制棒的对中由轴承定位、对其驱动由与电动机相连的轴来完成。控制棒提供足够多的负中子值，即使在堆芯被淹时，能使反应堆处于次临界。在正常值时是即使一个控制棒在启动时被卡住，堆芯仍可照常运行。
屏蔽体：因为这种设计要根据飞行器和任务要求而定。safe400最可能用的主要中子屏蔽材料是装在不锈钢ss溶器罐中的氢化锂lih，在这种溶器罐中需要铺设不锈钢织网，以保持lih成型或有助于导出沉积在屏蔽体中的热量。如果沉积的能量过高，部分的be和或b4c可能被置于lih前。热交换器可以对大量的γ射线屏蔽和对一些中子的屏蔽。对于高原子序数γ射线屏蔽可能就不需要了，除非剂量要求非常苛刻。整个围绕或穿过屏蔽体的气流管道的设计要涉及许多的参数，散热器的布置、屏蔽锥角、反应堆和屏蔽体之间的间隔都对屏蔽体的质量有相当大的影响。对于nep装置，氙xe推进剂放置于反应堆与负载之间可以大大减小γ屏蔽质量时间依贮存箱中的物项而定。一旦概念空间飞船设计完成，详细的屏蔽体设计也将开始。
反应堆的质量：safe400反应堆设计的质量底线为大约512kg，这个“反应堆”质量评价包括堆芯、热管、反射体、控制棒以及堆芯支撑固定系统。这不包括隔热体、与仪表和控制系统有关的部件、屏蔽体、可能的航天器软着陆时用的减速伞、或与其它子系统相结合的超结构。由于简化，反应堆已定义不应包含许多无关的质量，而且试验原型已建成并已称重量。从材料类别细分质量：nb1zr为158kg；un为145kg；be为125kg；re为59kg；b4c为11kg；beo为10kg；na为4kg。
临界计算：通常，临界计算是任何反应堆设计中要进行的重要计算，首先，对正常keff有效中子增殖因子：一个裂变代的中子总数除以上一代中子总数进行计算来验证反应堆是否将临界。这些计算包括控制棒的反应性值和当反应堆从室温加热到运行温度时的反应性损失就是温度偏差。对于safe400而言，热膨胀对于温度偏差影响较大，而多普勒效应影响较小。
反应性反馈机理：safe400是一个快中子反应堆，温度效应的中子截面小。因此，反应性响应的变化是由堆内温度变化引起的，起主要作用的是系统的膨胀。nb1zr和re截面共振多普勒宽化对于堆芯反馈系数有20的贡献。
燃耗：在10年的运行期间，safe400的keff线性地从1.023降到1.015；反应性的降低几乎都是由于u235的损耗；由于是快中子堆，裂变产物对反应性的影响可以忽略；再者由于高u235的富集度，只有最小限度的pu239产生只有6.5g。在反应堆紧急停堆时运行了长时间后，功率很快下降约满功率的3，之后10分种内功率下降约满功率的1，再之后的大约一个月功率进一步下降约0.1的功率。为防止过热，在反应堆停堆后系统应导出4kw1功率，热管的长裸段被保温层包裹，热交换器可以调节的让4kw的非能动热导出在正常运行时，能量也有损失，这样减小了1的效率。
反应堆控制：safe400是一个紧凑型的快中子堆，结果是温度反应性反馈小、且是负值，中子的寿命也短。由于简单和可预期的反应堆反馈特性，反应堆的控制不会有任何大的问题。非常短的中子寿命需要小心，在启动和瞬态期间，避免任何的激起临界工况。零功率的临界将需要用于验证所有的核特性以适合于核安全包括发射事故的情况和可以用于验证反应堆的**温度反应性，对于目前正在考虑的所有近期空间堆概念而言，这些控制问题从本质上说是相同的。小说站
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核安全：safe400反应堆的核安全，按规定运行前堆芯放射性剂量对于公众和个人都没的可信的威胁。safe400的大多数安全问题与其它的核系统的类似，特别是在开发期间危险物质、贮存、运输、环境影响等。safe400开发和实施的大部分环境、安全、和健康活动都将包含在现行的能源部的规则下。反应堆运行前的危险物质种类包括钠、铍、氢化锂和燃料。safe400中的这些危险物质的数量不能表明对于任何大量安全的关注，安全问题特别涉及对以前空间反应堆许多考虑，并且从过去的项目中得到许多的经验教训。
弄清空间反应堆的安全和可靠性之间的差别是很重要的特别是那些将不在地球低轨道上运行的空间堆。一些参数对于地球陆地是至关紧要的如反应性反馈机理、过热的情况而与反应堆的安全不相干，因为在运行期或之后，已忽略人的互相影响机会。
同样，辐射试验对于这个级别的反应堆安全不会有什么影响。需要零功率临界来验证在正常和非正常工况下的中子物理性能，同时对反应堆控制系统的和机械安全锁定的非核试验也是需要的；
空间反应堆主要的安全问题是避免非故意的临界，特别是在发射事故期间。这是迄今一直的安全工作焦点。
在水浸的工况期间，safe400被设计为保持次临界状态，利用了由于水慢化使中子谱移动。反应堆含有大量的re，可以很快在吸收中能中子。在水浸期间反应堆能保持次临界状态是由于re在水浸期间比正常情况下吸收了较高中子份额。
空间核系统的发射批准由总统办公室来准备确定。内部核安全小组insrp提供一个**的评价报告支持行政部门做出决策。批准过程已很好地建立，并且最近在同位素系统上得到良好的实践。过程将是相似的，对于反应堆而言某些方面会更简单，但却在技术问题上有所不同。
说到这里，林向阳也很累了，他现在回想起来，翻译这些资料时，他正在人家的地盘上打工，时不时还要受到一些人的攻击和诽谤。那时他翻译东西也只是个业余的爱好，做这事他并没有的什么目的，只是觉得在这个世界上有人在做这些研究，让他感到敬佩他们这些人与他也不认识，林向阳能想到的只是搞这些研究的人都住在地球的那一边，想到这些，林向阳感到格外孤独，可能到死他不会与这些人认识，他就像宇航员一样，在太空飘着......所不同的是，他只是用“翻译”与他们进行着“联系”。
第二十七章核弹之谜
要说反应堆与原子弹是有相近之处的话，那就是原子弹和作为核电站用的快堆了，那就是都没有慢化剂。都是用快中子引发裂变。虽然都没有慢化剂，而且都是用快中子引发裂变，但还是有一系列的差别。
原子弹使用钚或高浓铀，铀238的量没有或者很少。而快堆中铀238很多。铀238俘获中子后大多不会裂变，它要转化为钚239后才易裂变。经过这道转换后，作为核电站用的快堆的能量释放速度，就受到极大限制。
原子弹内与裂变无关的材料少。而快堆为了维持长期运行，并将堆内原子核裂变产生的热送出来，堆内有大量的结构材料和冷却剂。它们的存在既增加了中子的吸收，又使中子的速度有一定程度的慢化，延长了中子存在时间。这是限制核电站用的快堆功率增长速度的另一个因素。台湾小说网
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原子弹采用高效**的聚心爆炸，使核燃料很快密集在一起，将链式反应的规模急剧扩大，也就是我们说的达到瞬发超临界状态；而作为核电站用的快堆，只要一达到瞬发临界，堆芯很快就会散开，难以维持链式反应。目前的控制手段，已可以保证快堆不至于达到瞬发临界。
原子弹的装料超过维持链式反应所需的量多，而快堆的装料仅仅稍微多于维持链式反应的需要，并有负反馈效应有抑制作用的效应。由于这些原因，快堆不可能像原子弹那样爆炸。
我们所谓热中子是指能量为1电子伏以下的中子。铀235吸收中子裂变时，放出的中子是能量为2兆电子伏特的快中子。在热中子堆中，几乎所有的裂变都是由热中子引起的。为了实现链式反应有两种方法，其一是提高铀中铀235的浓度，使快中子引起的裂变能持续进行下去；另一种方法是用水、石墨等作慢化剂，把快中子慢化为热中子铀235对热中子的裂变几率大，对低浓度铀也可使裂变反应继续进行下去，这就是热中子反应堆的原理。
所以人们不用担心什么核电站的反应堆会像原子弹那样爆炸。
原子弹是核武器之一，它主要利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式反应释放的能量，产生爆炸作用，具有大规模杀伤破坏效应。
而利用重氢氘或超重氢氚等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。
煤、石油等矿物燃料燃烧时释放的能量，来自碳、氢、氧的化合反应。一般化学**如梯恩梯爆炸时释放的能量，来自化合物的分解反应。在这些化学反应中，碳、氢、氧、氮等原子核都没有变化，只是各个原子之间的组合状态有了变化。核反应与化学反应则不一样。在核裂变或核聚变反应里，参与反应的原子核都转变成其他原子核，原子也发生了变化。因此，人们习惯上称这类武器为原子武器。但实质上是原子核的反应与转变，所以称核武器更为确切。
核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，微秒级的时间内即可完成。因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。这些不同于化学**爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。核武器的出现，对现代战争的战略战术产生了重大影响。
林向阳想起了他在上小学时，就对防原子弹的做过演习，他至今没有弄明白，那种爬在地下的方法是否有效现在想来，那方法也可能是一种自我安慰罢了，试想一下冲击波过来的可怕......他记得那个训练的日子，大约就是1970年的样子吧。
算了，现在我们还是看看原子弹的原理吧，虽然现在被原子弹炸的可能性不大，但世界上几个国家的确有不少这样的家伙。
在说原子弹的结构之前，不看看原子弹的装药。到目前为止，能大量得到、并可以用作原子弹装药的还只限于铀235、钚239和铀233三种裂变物质。
铀235是原子弹的主要装药。要获得高加浓度的铀235并不是事，天然铀235的含量很小，大约140个铀原子中只含有1个铀235原子，而其余139个都是铀238原子；尤其是铀235和铀238是同一种元素的同位素，它们的化学性质几乎没有差别，而且它们之间的相对质量差也很小。因此，用普通的化学方法无法将它们分离；采用分离轻元素同位素的方法也无济于事
为了获得高加浓度的铀235，早期，科学家们曾用多种方法来攻关。最后“气体扩散法”终获成功。
铀235原子约比铀238原子轻1.3，所以，如果让这两种原子处于气体状态，铀235原子就会比铀238原子运动得稍快一点，这两种原子就可稍稍得到分离。气体扩散法所依据的，就是铀235原子和铀238原子之间这一微小的质量差异。
这种方法首先要求将铀转变为气体化合物。到目前为止，六氟化铀是唯一合适的一种气体化合物。这种化合物在常温常压下是固体，但很容易挥发，在56.4c即升华成气体。铀235的六氟化铀分子与铀238的六氟化铀分子相比，两者质量相差不到百分之一，但事实证明，这个差异已足以使它们分离了。
原子弹的另一种重要装药是钚239。钚239是通过反应堆生产的。在反应堆内，铀238吸收一个中子，不发生裂变而变成铀239，铀239衰变成镎239，镎239衰变成钚239。由于钚与铀是不同的元素，因此虽然只有很少一部分铀转变成了钚，但钚与铀之间的分离，比起铀同位素间的分离来却要容易得多，因而可以比较方便地用化学方法提取纯钚。
铀233也是原子弹的一种装药，它是通过钍232在反应堆内经中子轰击，生成钍233，再相继经两次β衰变而制得。
后两种装药是通过反应堆生产的。它们是依靠铀235裂变时放出的中子生成的，也就是说，它们的生成是以消耗铀235为代价的，丝毫也离不开铀235。从这个意义上来说，完全可以把铀235称作“核火种”，因为没有铀235就没有反应堆，就没有原子弹，就没有今天大规模的原子能利用。
有了核装药，只要使它们的体积或质量超过一定的临界值，就可以实现原子弹爆炸了。只是这里还有一个原子弹的引发问题，也就是如何做到不需要它爆炸时，它就不爆炸；需要它爆炸时，它就能立即爆炸。这可以通过临界质量或临界尺寸的控制来实现。
从原理上讲，最简单的原子弹采用的是所谓枪式结构。两块均小于临界质量的铀块，相隔一定的距离，不会引起爆炸，当它们合在一起时，就大于临界质量，立刻发生爆炸。但是若将它们慢慢地合在一起，那么链式反应刚开始不久，所产生的能量就足以将它们本身吹散，而使链式反应停止，原子弹的爆炸威力和核装药的利用率就很小，这与反应堆超临界事故爆炸时的情况有些相似。因此关键问题是要使它们能够极迅速地合在一起。
将一部分铀放在一端，而将另一部分铀放在“炮筒”内，借助于烈性**，极迅速地将它们完全合在一起，造成超临界，产生高效率的爆炸。为了减少中子损失，核装药的外面有一层中子反射层；为了延迟核装药的飞散，原子弹具有坚固的外壳。
在枪式结构中，每块核装药不能太大，最多只能接近于临界质量，而决不能等于或超过临界质量。因此当两块核装药合拢时，总质量最多只能比临界质量多出近一倍。这就使得原子弹的爆炸威力受到了限制。
另外在枪式结构中，两块核装药虽然高速合拢，但在合拢过程中所经历的时间仍然显得过长，以致于在两块核装药尚未充分合并以前，就由自发裂变所释放的中子引起爆炸。这种“过早点火”造成低效率爆炸，使核装药的利用率很低。一公斤铀235或钚239全部裂变，大约能释放18000吨梯恩梯当量的能量，一颗原子弹的核装药一般为1525公斤铀235或68公斤钚239，以此计算，“小男孩”的核装药利用率还不到百分之五。
“小男孩”就是1945年8月，美国投到日本广岛的那颗原子弹，它采用的就是枪式结构，弹重约4100公斤，直径约71厘米，长约305厘米。核装药为铀235，爆炸威力约为14000吨梯恩梯当量。
当然，研究发现，铀在正常压力下的密度约为19克厘米3。在高压下，铀可被压缩到更高的密度。研究表明，对于一定的裂变物质，密度越高，临界质量越小。
根据这一特性，在发展枪式结构的同时，还发展了一种内爆式结构。在枪式结构中，原子弹是在正常密度下用突然增加裂变物质数量的方法来达到超临界，而内爆式结构原子弹则是利用突然增加压力，从而增加密度的方法达到超临界。
在内爆式结构中，将高爆速的烈性**制成球形装置，将小于临界质量的核装料制成小球，置于**中。通过电雷管同步点火，使**各点同时起爆，产生强大的向心聚焦压缩波又称内爆波，使外围的核装药同时向中心合拢，使其密度大大增加，也就是使其大大超临界。再利用一个可控的中子源，等到压缩波效应最大时，才把它“点燃”。这样就实现了自持链式反应，导致极猛烈的爆炸。
内爆式结构优于枪式结构的地方，在于压缩波效应所需的时间远较枪式结构合拢的时间短促，因而“过早点火”的几率大为减小。这样，内爆式结构就可以使用自发裂变几率较大的裂变物质，如钚239作装药；同时使利用效率大为增加。
美国投于日本长崎的那颗原子弹代号叫“胖子”，采用的就是内爆式结构，以钚¬239作核装药。弹重约4500公斤，弹最粗处直径约152厘米，弹长约320厘米，爆炸威力估计为20000吨梯恩梯当量。
原子弹之后的发展就是氢弹，或称为热核武器。氢弹利用的是某些轻核聚变反应放出的巨大能量。它的装药可以是氘和氚，这些物质称为热核材料。按单位重量的物质计，核聚变反应放出的能量比裂变反应更多，而且没有临界质量的限制，因而氢弹的爆炸威力更大，一般要比原子弹大几百倍到上千倍。
不过热核反应只有在极高的温度“几千万度”下才能进行，而这样高的温度只有在原子弹爆炸时才能产生，因此氢弹必须用原子弹作为点燃热核材料的“雷管”。
氢弹爆炸时会放出大量的高能中子，这些高能中子能使铀238发生裂变。因此在一般氢弹外面包一层铀238，就能大大提高爆炸威力。这种核弹的爆炸，经历裂变聚变裂变三个过程，所以称为“三相弹”。它的特点是成本低、威力大、放射性污染多。
还有一种新型核弹，即所谓中子弹。中子弹实际上可能是一种小型氢弹，只不过这种小型氢弹中裂变的成分非常小，而聚变的成分非常大，因而冲击波和核辐射的效应很弱，但中子流极强。它靠极强的中子流起杀伤作用，据称能做到“杀人而不毁物”。
原子弹是用铀制造的，也可以用钚制造，但钚是通过铀而制得的。而氢弹则必须用原子弹来引。因此，归根结帮，核武器、热核武器的制造都离不开铀。因此，在过去，在今天，在今后相当长一个时期内，最重的天然元素之所以重要，首先在于军事上的需要。
当然，作为放出巨大能量的核爆炸，也能在和平建设中有着应用前景。如进行一次百万吨梯恩梯当量级的核爆炸
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