508凤凰涅盘254
氘核与氚核碰撞后发生聚变,产生一个氦核,并放出一个自由中子,同时释放出3.5Mev的能量。
这主要是因为氘核的比结合能为1.11,氚核的比结合能为2.87,而氦核的比结合能却高达7.07,差值很大,放出的能量是铀235分裂后放出能量的七倍左右,所以核聚变比核裂变释放的能量大。
接着中子由于不受磁场约束,少部分在腔体内乱飞,以14.1Mev的能量射入金乌羽中,并穿入液锂层中,一中子与锂原子发生反应,生成一个氚原子,一个氦原子和4.784Mev,这其中产生的氚元素被迅速回收,并再次注入反应堆中,重新参入到氘无素反应中。
氚元素的回收率是维持氘氚反应的重要目标,必须将氚的消耗和增殖达到一个平衡才行。
因为一个氘和一个氚聚变只放出一个中子,这个中子再与锂反应生成一个氚原子。
所以消耗和增殖的比基本为1:1,最多为1:1.05,这就要求需要不断加入少部分氚元素,才能维持氘氚反应的稳定进行。
经测量,凤凰堆内氚元素的消耗与增殖基本是1:1.008。
巨大的能量在内腔中里面生成,高温等离子体疯狂运转,高速切割磁力线,ZCZ超导线圈产生强大的电流,向外输送出去,输出功率最终达到30.1万千瓦,十分钟内向外输出电能2.86万度。
由于氘氚反应一直进行,氘素不停地加入,氚元素回收后再次注入,里面产生的氦元素越来越多,多余的部分在通过高温等离子体磁流发电机后,降温后又进入热交换器中,加热水蒸气,再次对外发电,又发电3千度。
这样整个凤凰堆在十分钟内输出电能达到3.16万度,而整个装置本身共消耗外部电能为1021度,总输出与总输入的比值Q=30.95.
由于凤凰堆采用ZCZ超导线,维护费用大幅下降,第一中子防护壁和水冷偏滤器,只有螺旋石x和ITER的十分之一,所以这个比值已有很大的赢利空间,即使加上基建工程,整个投资费用也会在五六年间回本。
在凤凰运行600秒后,张冲志果断结束了实验,现在主要是收集经验和数据,而不是冒险创记录,对于什么记录,他真不在乎。
随着风凰反应堆停止运转,指挥室内发出震天一样的欢呼声,人们不由自主向张冲志鼓起掌来,这一记录已是高高在上,其它国家在五年之内无法打破了。
张冲志也微笑着鼓掌,然后他双手下压,掌声渐渐平息下来。
他的声音清晰地出现在每个人的耳边:“这次实验我们取得了圆满成功,为建国节送上了一份大礼,但是我们的目标不在于这些,下一步我们将冲击半小时,再下步我们将冲击一小时。