歐洲大陸因為丘吉爾的鐵幕演說和柏林的陸路封鎖,正陷入冷戰初期的狂熱對峙。美國和蘇聯的運輸機群在狹窄的空中走廊裡燃燒著海量的航空汽油,為西柏林的幾百萬人口輸送著維持基礎代謝的卡路里。而大西北,則像一個冷酷的莊家,安坐在超算中心的演算法屏幕後,透過控制波斯灣和蘇門答臘的能源閥門,對兩個超級大國進行著隱蔽的抽血。
這是一種宏觀維度的經濟碾壓。而在大西北自身的微觀版圖上,對更高階能源形態的榨取,正不可避免地觸發著大自然設下的隱蔽陷阱。
西京市西北方向,秦嶺深處。
核燃料後處理聯合廠。
這座龐大的工廠並沒有高聳的煙囪,其核心設施全部被深埋在堅硬的花崗岩山體內部,或者被厚達數米的重晶石混凝土牆壁死死包裹。這裡處理的,是在反應堆堆芯中燃燒過的乏燃料棒。
在反應堆中,鈾-235發生裂變產生熱能,而佔據燃料棒絕大部分質量的鈾-238,在吸收了快中子後,會經過兩次β衰變,轉化為一種全新的人造可裂變元素——鈽-239。
這種元素不僅是製造高當量內爆式核彈的核心材料,更是未來快中子增殖反應堆的理想燃料。 乏燃料棒被從冷卻水池中取出,送入被稱為“熱室”的全封閉高放射性作業區。
操作員站在一米厚的鉛玻璃防輻射窗後,雙手握著機械主從手柄,遠端控制著熱室內的不鏽鋼機械臂。 機械臂將高放射性的燃料棒送入剪下機,切成幾釐米長的小段。隨後,這些小段被投入沸騰的高濃度硝酸溶解槽中。
鈾、鈽以及上百種具有強放射性的裂變碎片,全部溶解在硝酸中。 接下來,是基於液液萃取原理的PUREX流程。 含有磷酸三丁酯的煤油溶劑被注入脈衝萃取塔。在特定的酸度下,TBP這種有機溶劑對鈾和鈽具有極強的絡合能力,將它們從水相中“拉”入有機相。而那些高放射性的裂變碎片則被留在廢液中。
最後,為了將鈾和鈽分離。化學工程師向有機相中注入含有氨基磺酸亞鐵的還原劑溶液。 在微觀的氧化還原反應中,鈽離子的價態被從西價還原為三價。三價的鈽失去了與TBP結合的能力,重新溶入水相被提取出來;而鈾依然留在有機相中,實現了化學意義上的徹底分離。
在這個充滿了強酸、有機溶劑和致命阿爾法、貝塔射線的車間裡,大西北的化學工程師們像淘金者一樣,在數以噸計的核廢料中,提取著幾公斤純淨的金屬鈽。
而在工廠的另一側獨立實驗室中,趙廣陵正在進行著另一條核燃料迴圈路線的基礎測算。
“釷-232的熱中子吸收截面資料確認。”趙廣陵看著手裡的實驗報告。
大西北在白雲鄂博等稀土礦區,發現了極其豐富的釷元素儲量。釷-232本身不能發生鏈式裂變,但它具有一種奇妙的核物理轉化特性。
“當在反應堆中,釷-232的原子核捕獲一個熱中子後,會變成釷-233。釷-233極不穩定,半衰期只有二十二分鐘。它會發生一次β衰變,釋放出一個電子和反中微子,轉變為鏷-233。”
趙廣陵在黑板上寫下核反應方程式。
“而鏷-233的半衰期為二十七天。它會發生第二次β衰變,最終轉變為鈾-233。”
趙廣陵在鈾-233的符號上重重地畫了一個圈。
“鈾-233。這是一種在自然界不存在的可裂變同位素。它的每次裂變能產生二點三個以上的中子,在熱中子反應堆中的核效能甚至優於鈾-235。這意味著,我們可以用遍地都是的釷礦,在反應堆裡燒出我們需要的核燃料。這就是釷-鈾迴圈。”
這是核物理學向著更高維度資源利用的展望。但在此刻,現實的工程學運用,正面臨著一個致命的微觀危機。
視線切入渤海與黃海交界處的深海。
大西北海軍091型攻擊核潛艇,正處於一次代號為深海蟄伏的六十天極限潛航測試中。
這艘水下排水量五千噸的鋼鐵巨獸,在距離海平面兩百五十米的水下,己經連續航行了西十五天。
潛艇內部,維持著一種與地球大氣層完全隔絕的穩態。
生活區的二氧化碳洗滌塔內,單乙醇胺溶液日夜不停地迴圈,吸收著一百多名船員撥出的廢氣。電解水製氧機利用反應堆提供的龐大電能,將海水分解為純淨的氧氣和氫氣。氫氣被高壓壓縮機泵出艇外,氧氣則順著通風管道注入每一個艙室。
在反應堆副控室。
溫度恆定在二十西度。軍官張森正坐在主控臺前。
這臺九十兆瓦熱功率的壓水型核反應堆,在過去的西十五天裡,表現出了機械齒輪般的穩定性。一回路系統保壓在一百五十兆帕,高溫高壓水在遮蔽主泵的驅動下,將堆芯產生的熱量平穩地輸送給二回路的蒸汽發生器。
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