宅在隨身空間 第346章 清潔核能量塊

    「提純水和分解氫氣的負擔越來越重了，一個禮拜要耽誤我一兩天。｛」

    這是一天的分解氫氣工作後，天明發出的抱怨。

    「核能雖然有一定的風險，但我實在不能這麼無休止的分解氫氣下去了。」

    必須開發核能！

    ……

    核能有兩種，一種是裂變核能，另一種是聚變核能。

    裂變類型的核能，主要以鈾、鈈以及它們的同位素組成，這些核材料，不是一種穩定的物質，它們會隨着時間的延長，發生衰變，釋放出中子，變成兩種或兩種以上的其他物質，並釋放出大量能量。

    自然界中，所有相對原子質量較高的物質，都有向下衰變的可能，最後衰變成較為穩定的元素。

    而鈾和鈈這兩種元素，衰變的速度比較塊，比較明顯而已。

    鈾和鈈的純度較高時，會發生鏈式反應：即裂變的原子核，會向外散發多餘中子，最後引發另一個原子核的裂變，一傳二、二傳四、四傳至無窮……然後，威力巨大的原子彈爆炸了。

    原子彈爆炸的過程中，會釋放大量的熱和有害輻射，還會產生放射性塵埃，受到輻射傷害的生物，只要超過一定的劑量，基因發生改變，基本逃脫不了患上各種癌症的風險。

    聚變類型的核能，主要是由重氫元素組成，氘、氚，氦3元素等，都是可以用作聚變反應的核材料。

    聚變材料不會衰變，沒有輻射危害，清潔、衛生。而且聚變材料發生聚變反應後，產生的能量，比裂變反應大的多：1公斤聚變材料聚變後釋放的能量，大概是1公斤裂變材料的10倍。

    另外，氘元素在海水中的儲量巨大。幾乎到了用之不竭的地步。

    地球的海水中，每一升海水，含有氘0.03g，釋放出的能量，等於300升汽油燃燒後釋放的熱量……水的能量密度，遠遠比汽油高。

    天明不知道藍水星的海水中，氘的含量是多少？但肯定不會太少。

    裂變反應，已經被地球人所掌控，並建造出了一座座的核電站，發出的電力。約等於總發電量的15%。

    而聚變反應，至少要在數百萬度的高溫環境下才能觸發，且反應極其猛烈，不易掌控，它可以以氫彈爆炸的形式瞬間發生，但不能像裂變反應那樣，通過改變核反應堆中核燃料棒的數量，就能調節控制。

    要做到可控核聚變，製造出「人造太陽」。以人類的科技發展水平，至少還要等20年。

    天明目前想利用的核能，當然是實現難度更低一點的裂變核能。

    不過，根據幾名能源專家的設想。人造太陽裝置，貌似天明也有辦法製造出來，但要製造出的那套設備實在太複雜了，且體積龐大。天明不想在這上面浪費太多的時間。

    裂變核能的發電裝置，則簡單一些，幾天時間就能搞定了。

    不過。天明也有一些顧慮。

    那就是核輻射。

    如何才能最大限度的減少和避免核輻射。

    甚至，最好做到沒有核輻射。

    安全第一，天明可不想弄出一個像福島那樣的不定時炸彈出來，最後把自己給害了。

    「老闆，放射性射線，是核材料發生衰變時，產生新物質的過程中，電子能級躍遷產生的，幾乎無法避免。除非你製造出不會發生衰變的核材料出來。再在某種條件下，引發這種材料發生衰變，這樣，至少能在搬運核材料的過程中，避免這種危害。」專家馬玉琛道。

    「對啊，造出一種全新的、安全的核材料出來不就行了，我回去想想辦法。」

    回到小藍星號上，在自己溫暖的房間內，天明摸索了七天，終於將一種全新的核材料製造了出來。

    該核材料的「創造」過程，可謂曲折。

    首先，天明發現了鈾元素的衰變原理：它的原子核由非常多的中子與質子構成，原子量相當高，達到了238，但是非常不穩定，隨時有分裂成兩個以上原子核的趨勢，只是由於「閘門」的阻止，才沒有馬上衰變。

    而這個「閘門」，就成了天明重點研究的目標，並做了數百次實驗，與普通的鐵、氦、氮、金等元素進行對比後，終於弄懂了其原理。

    所有原子核內的「閘門」，其實就是中子與中子的構造。

    一般而言，原子核內的質子，是帶正電的，與其他同樣帶正電的質子，有同性相斥的反應，這也就導致，原子核內的質子越多，相互間的斥力越大，發生裂變的可能性，也就越大。

    中子是不帶電的，它有一項神奇的能力：它能將多個質子聚集到原子核中，並保持一種穩定的狀態，起到了很好的「閘門」作用。

    原子核中的質子數量多了，中子需要起到的「閘門」作用就越大。這也就導致一個結果，原子序數越高的元素，原子量越大，保持着一個幾乎同時遞增的規律。

    天明實驗了一下，將四個鐵元素的原子核合併在了一起，合成了一種全新的元素，再撤走靜場空間，新元素立刻發生衰變，分裂成了多種物質。

    再又試着將其他原子核合在一起，種類、個數都不一，合成出來的重核元素，有的發生了裂變，有的相對穩定，沒有馬上發生裂變。

    這種碰運氣式的實驗，並不具有很強的代表性，即便天明合成出了幾種原子核不太穩定、又不易發生裂變的元素，但只要他將這幾種元素，生產出一定的量後，聚集在一起，低概率累加效果之下，立刻顯示出較大的放射性……這就不能看成是一種清潔核燃料了。

    天明需要的，是一種在常態下，完全不會衰變的核材料。

    他試了另一種方法。

    這種方法，名叫質中子注入法。

    他先將超過300種元素的原子，從藍水星的海水中全部提純出來。

    每種元素的原子。取一億個，然後開始原子核轟擊實驗。

    在靜場空間中，300億個原子，每個原子的原子核，他先轟擊一個質子進去，看其能否保持穩定。

    然後，再轟中子進去，轟擊的個數，為一二三個不等，但至少會轟擊一個以上。

    這樣。所有原子核，都開始了增加一個質子後，再遞增一二三個數量不等中子的實驗過程。

    這個過程中，有些原子核崩潰了，裂變成了兩種或兩種以上的穩定元素。

    還有些原子核，堅持了下來，完成了原子量不斷累積的過程。

    最終，經過不斷篩選，天明挑出了60餘種非常穩定。原子量卻非常大的元素出來……這其中大部分，都是從來沒出現過的新元素。

    然後，天明再對這60餘種元素進行增值，每樣都生產了100g。測量其放射性。

    結果，有48種元素有放射性，甚至，有一種元素在衰變的過程中。釋放出了數十個中子，從而引發了恐怖的鏈式反應，在天明的異能空間內發生了爆炸。其爆炸當量，應當在300噸t-nt以上。

    不過還好，這沒有對有所準備的天明，產生什麼傷害，他只不過馬上將那種元素排除了。

    沒有放射性的10多種元素，天明不確定其是否足夠穩定。

    於是，他又做了幾次質子轟擊實驗，最後，找到了10餘種元素的邊界值，選用其中4種，作為候選材料。

    最後，為了選出最適合充當核材料的物質，天明做了高能中子轟擊實驗——看看在高能中子的轟擊下，核材料，是否會發生裂變？

    結果，四種元素中，天明找到了最適合充當核材料的元素——核能一號。

    核能一號的原子量為343，質子數117個，中子數226個。

    核能一號的原子核，遭遇到一個動能為986ev的高能中子轟擊時，原子核內部的穩定結構，立刻裂變瓦解，然後，生成五六種原子量較小的新物質，並釋放出8個自由的中子。

    8個自由中子中，大概有2-3個，會攜帶超過986ev的動能，而具備這種動能的中子，能將下一個原子核，也撞的四分五裂，鏈式反應，就這樣發生了。

    全新的核材料被天明「創造」出來了，他找到了那個「閘門」，那個穩定的「閘門」，從而讓這種物質，在常態下，不會發生任何衰變。

    而高能中子對其「撞擊」後，破壞了原子核的平衡，於是，鏈式反應發生了，它又具備了可裂變的屬性。

    「這、這怎麼可能？怎麼可能有這麼神奇的物質？」

    馬玉琛聽天明描述完他手裏那塊黑漆漆的「板磚」的時候，難以置信地道。

    「這種物質是從哪裏來的？從這個星球上開採的麼？」他又接着問了一句。

    「你別管哪裏來的了，用這種核材料，能不能製造出核能發電船出來？」天明將板磚扔進異能空間，不耐煩地對他道。

    「能，當然能！很快就能造出來。」馬玉琛激動地道。

    接下來的幾天，天明全身心投入到了核能發電船的設計與製造當中。

    核能發電的工作原理，和火力發電區別不大，不過一個燃燒的是核燃料，一個使用的是化石燃料。

    天明製造出的核反應堆，設計裝機容量500兆瓦，極限容量1000兆瓦。最外殼用堅硬的銀鋼材料製成，內部還有幾層防輻射材料、保溫材料、耐高溫材料、中子反射材料……一層又一層，整個核反應堆外殼的厚度，超過了一米，幾乎不會露出一丁點輻射出來。

    加上兩台蒸汽輪發電機組、儲電設備、變壓設備，整艘核能發電船，上面全部是電力設備。

    核能發電船的排水量為2.8萬噸，造出來後，只要一艘，就能解決整支艦隊的能源問題。

    ……(未完待續請搜索飄天文學，小說更好更新更快!