宅在随身空间-第209章
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……
核能有两种，一种是裂变核能，另一种是聚变核能。
裂变类型的核能，主要以铀、钚以及它们的同位素组成，这些核材料，不是一种稳定的物质，它们会随着时间的延长，发生衰变，释放出中子，变成两种或两种以上的其他物质，并释放出大量能量。
自然界中，所有相对原子质量较高的物质，都有向下衰变的可能，最后衰变成较为稳定的元素。
而铀和钚这两种元素，衰变的速度比较块，比较明显而已。
铀和钚的纯度较高时，会发生链式反应：即裂变的原子核，会向外散发多余中子，最后引发另一个原子核的裂变，一传二、二传四、四传至无穷……然后，威力巨大的原子弹爆炸了。
原子弹爆炸的过程中，会释放大量的热和有害辐射，还会产生放射性尘埃，受到辐射伤害的生物，只要超过一定的剂量，基因发生改变，基本逃脱不了患上各种癌症的风险。
聚变类型的核能，主要是由重氢元素组成，氘、氚，氦3元素等，都是可以用作聚变反应的核材料。
聚变材料不会衰变，没有辐射危害，清洁、卫生。而且聚变材料发生聚变反应后，产生的能量，比裂变反应大的多：1公斤聚变材料聚变后释放的能量，大概是1公斤裂变材料的10倍。
另外，氘元素在海水中的储量巨大。几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，释放出的能量，等于300升汽油燃烧后释放的热量……水的能量密度，远远比汽油高。
天明不知道蓝水星的海水中，氘的含量是多少？但肯定不会太少。
裂变反应，已经被地球人所掌控，并建造出了一座座的核电站，发出的电力。约等于总发电量的15％。
而聚变反应，至少要在数百万度的高温环境下才能触发，且反应极其猛烈，不易掌控，它可以以氢弹爆炸的形式瞬间发生，但不能像裂变反应那样，通过改变核反应堆中核燃料棒的数量，就能调节控制。
要做到可控核聚变，制造出“人造太阳”。以人类的科技发展水平，至少还要等20年。
天明目前想利用的核能，当然是实现难度更低一点的裂变核能。
不过，根据几名能源专家的设想。人造太阳装置，貌似天明也有办法制造出来，但要制造出的那套设备实在太复杂了，且体积庞大。天明不想在这上面浪费太多的时间。
裂变核能的发电装置，则简单一些，几天时间就能搞定了。
不过。天明也有一些顾虑。
那就是核辐射。
如何才能最大限度的减少和避免核辐射。
甚至，最好做到没有核辐射。
安全第一，天明可不想弄出一个像福岛那样的不定时炸弹出来，最后把自己给害了。
“老板，放射性射线，是核材料发生衰变时，产生新物质的过程中，电子能级跃迁产生的，几乎无法避免。除非你制造出不会发生衰变的核材料出来。再在某种条件下，引发这种材料发生衰变，这样，至少能在搬运核材料的过程中，避免这种危害。”专家马玉琛道。
“对啊，造出一种全新的、安全的核材料出来不就行了，我回去想想办法。”
回到小蓝星号上，在自己温暖的房间内，天明摸索了七天，终于将一种全新的核材料制造了出来。
该核材料的“创造”过程，可谓曲折。
首先，天明发现了铀元素的衰变原理：它的原子核由非常多的中子与质子构成，原子量相当高，达到了238，但是非常不稳定，随时有分裂成两个以上原子核的趋势，只是由于“闸门”的阻止，才没有马上衰变。
而这个“闸门”，就成了天明重点研究的目标，并做了数百次实验，与普通的铁、氦、氮、金等元素进行对比后，终于弄懂了其原理。
所有原子核内的“闸门”，其实就是中子与中子的构造。
一般而言，原子核内的质子，是带正电的，与其他同样带正电的质子，有同性相斥的反应，这也就导致，原子核内的质子越多，相互间的斥力越大，发生裂变的可能性，也就越大。
中子是不带电的，它有一项神奇的能力：它能将多个质子聚集到原子核中，并保持一种稳定的状态，起到了很好的“闸门”作用。
原子核中的质子数量多了，中子需要起到的“闸门”作用就越大。这也就导致一个结果，原子序数越高的元素，原子量越大，保持着一个几乎同时递增的规律。
天明实验了一下，将四个铁元素的原子核合并在了一起，合成了一种全新的元素，再撤走静场空间，新元素立刻发生衰变，分裂成了多种物质。
再又试着将其他原子核合在一起，种类、个数都不一，合成出来的重核元素，有的发生了裂变，有的相对稳定，没有马上发生裂变。
这种碰运气式的实验，并不具有很强的代表性，即便天明合成出了几种原子核不太稳定、又不易发生裂变的元素，但只要他将这几种元素，生产出一定的量后，聚集在一起，低概率累加效果之下，立刻显示出较大的放射性……这就不能看成是一种清洁核燃料了。
天明需要的，是一种在常态下，完全不会衰变的核材料。
他试了另一种方法。
这种方法，名叫质中子注入法。
他先将超过300种元素的原子，从蓝水星的海水中全部提纯出来。
每种元素的原子。取一亿个，然后开始原子核轰击实验。
在静场空间中，300亿个原子，每个原子的原子核，他先轰击一个质子进去，看其能否保持稳定。
然后，再轰中子进去，轰击的个数，为一二三个不等，但至少会轰击一个以上。
这样。所有原子核，都开始了增加一个质子后，再递增一二三个数量不等中子的实验过程。
这个过程中，有些原子核崩溃了，裂变成了两种或两种以上的稳定元素。
还有些原子核，坚持了下来，完成了原子量不断累积的过程。
最终，经过不断筛选，天明挑出了60余种非常稳定。原子量却非常大的元素出来……这其中大部分，都是从来没出现过的新元素。
然后，天明再对这60余种元素进行增值，每样都生产了100g。测量其放射性。
结果，有48种元素有放射性，甚至，有一种元素在衰变的过程中。释放出了数十个中子，从而引发了恐怖的链式反应，在天明的异能空间内发生了爆炸。其爆炸当量，应当在300吨t…nt以上。
不过还好，这没有对有所准备的天明，产生什么伤害，他只不过马上将那种元素排除了。
没有放射性的10多种元素，天明不确定其是否足够稳定。
于是，他又做了几次质子轰击实验，最后，找到了10余种元素的边界值，选用其中4种，作为候选材料。
最后，为了选出最适合充当核材料的物质，天明做了高能中子轰击实验——看看在高能中子的轰击下，核材料，是否会发生裂变？
结果，四种元素中，天明找到了最适合充当核材料的元素——核能一号。
核能一号的原子量为343，质子数117个，中子数226个。
核能一号的原子核，遭遇到一个动能为986ev的高能中子轰击时，原子核内部的稳定结构，立刻裂变瓦解，然后，生成五六种原子量较小的新物质，并释放出8个自由的中子。
8个自由中子中，大概有2…3个，会携带超过986ev的动能，而具备这种动能的中子，能将下一个原子核，也撞的四分五裂，链式反应，就这样发生了。
全新的核材料被天明“创造”出来了，他找到了那个“闸门”，那个稳定的“闸门”，从而让这种物质，在常态下，不会发生任何衰变。
而高能中子对其“撞击”后，破坏了原子核的平衡，于是，链式反应发生了，它又具备了可裂变的属性。
“这、这怎么可能？怎么可能有这么神奇的物质？”
马玉琛听天明描述完他手里那块黑漆漆的“板砖”的时候，难以置信地道。
“这种物质是从哪里来的？从这个星球上开采的么？”他又接着问了一句。
“你别管哪里来的了，用这种核材料，能不能制造出核能发电船出来？”天明将板砖扔进异能空间，不耐烦地对他道。
“能，当然能！很快就能造出来。”马玉琛激动地道。
接下来的几天，天明全身心投入到了核能发电船的设计与制造当中。
核能发电的工作原理，和火力发电区别不大，不过一个燃烧的是核燃料，一个使用的是化石燃料。
天明制造出的核反应堆，设计装机容量500兆瓦，极限容量1000兆瓦。最外壳用坚硬的银钢材料制成，内部还有几层防辐射材料、保温材料、耐高温材料、中子反射材料……一层又一层，整个核反应堆外壳的厚度，超过了一米，几乎不会露出一丁点辐射出来。
加上两台蒸汽轮发电机组、储电设备、变压设备，整艘核能发电船，上面全部是电力设备。
核能发电船的排水量为2。8万吨，造出来后，只要一艘，就能解决整支舰队的能源问题。
……
第347章电能革命
十天后。
眼前这艘船，看似与普通船没有区别，实际上，内部布满了各种管道、电线，以及上百套的变压与储电设备。
它就是核能发电船。
核能发电船最核心的船尾后部，有一座核反应堆，这座核反应堆的工作原理，与普通核电站的反应一样，但用的核材料，是天明生产出来的。
控制室。
一批核动力专家，正看着排排仪器上显示的数据，时不时，对着数百个蓝、红、绿色的按钮，进行控制操作。
“测出来了没有？”马玉琛对数据分析员道。
“出来了，核燃料已经点火成功，目前的发电功率，为90兆瓦。”
“加大功率，最好达到满负荷状态。”
“是，加大功率！”通过耳麦，数据分析员对控制核反应堆的工程师道。
“是！”
轰轰轰，随着核反应堆功率的增加，蒸汽轮发电机的运行负荷加大，船体轻微震动，发电机的发电功率，也在快速增加着。
15分钟后。
“报告！发动功率496兆瓦，达到满负荷了。”
“恩？”马玉琛有些疑惑，“这么快就到达满负荷了？”
“反应堆那边的工程师，已经将108根核燃料棒全部放进堆芯中了，核反应堆的功率，不可能再增加了。”
马玉琛点了点，道：“可能核燃料的纯度太低了，3％的纯度，就达到了设计指标的发电功率，这也相当不错了。”
“老马，发电功率怎么样？”
天明走了过来，问了问情况。马玉琛赶紧将数据分析员统计好的数据，报告给了他。
听着他说出的各种数据。天明有些头晕，直接问马玉琛道：“你就说我给你的那种核材料，到底好不好用？”
“好用，当然好用！”马玉琛有些激动起来，“司令，这种核材料的能量密度，比铀还要高些，燃烧1kg，能释放相当于3000吨煤的热量出来，只要在这艘船上。储备一吨这样的核材料，能足够保证整支舰队半年的能源需求。”
天明也是万分惊讶，1kg核能一号，等于3000吨煤？
那他昨天消耗十万个弹夹神识度，制造出的300吨核能一号，岂不是等于9亿吨煤？
这足够这支舰队使用100年了吧？
天明有些恍惚，感觉自己这个挂，开的有些太大了，远远超出了正常科学的范畴。
黑科技。绝对是黑科技！
马玉琛继续道：“司令，用这种核材料制成的核燃料棒，平常状态下，没有任何核辐射。放进核反应堆使用了一段时间后，再拿出来时，几乎也没有放射性，这是一种非常清洁、安全的核材料。像是为我们量身订做的一样。司令，你是从那找到这种物质的？”
天明心里嘿嘿一笑，核能一号这种物质。是他自己的合成的，当然能做到他想要的那种结果，虽然消除不了绝对的核辐射，但至少也保证了原料运输过程中，与反应之后的剩余废料，没有较大的辐射危害，处理起来相对容易一些。
“这个你就不要问了，能用就行了。我给你的那500根核燃料棒，够不够用？能用多长时间？”
“够用了，一根燃料棒重20公斤，核物质含量3％，500根至少能烧4个月。但总功率稍稍偏小，只有496兆瓦，如果把燃料棒的核物质含量提高一些，提高到5；6％的样子，反应堆的功率上限，能提高很多，这样，就能应对满负荷甚至超负荷用电的情况了。”
“好，没问题。”
天明对放在异能空间内的核燃料棒，稍稍改造了一下，没让马玉琛等多久，就拿了1500根核物质含量为6％的燃料棒出来，“这些应该够用一年了吧？”天明道。
看着脚下堆成小山的核燃料棒，马玉琛他们激动的手脚发抖，声音发颤道：“够了，足够了！”
……
核能发电船是制造出来了，天明还要解决动力改造的问题。
首先要改造的，就是除了三艘空天航母外，所有生活船、银钢军舰等舰船上的动力系统。
将这些船上的动力系统，由燃气轮机，改成电能推进。
这需要几组电机，以及一个能储存大量电能的电池组。
电机和电池，这两样都没有制造难度。甚至，天明制造出的超级电容电池，能量密度达到了汽油这个程度，而且充电快，只要几十秒钟就能充电完成，使用寿命长，连续使用上百年都没问题。
天明面临的问题，是在原有的舰船基础上进行改装，还是制造新的船出来。
如果一艘艘船进行改装的话，工作量大不说，还要考虑重心分布的问题，船上的人，也要来回转移，非常麻烦。
“还是制造新船好了，这些旧生活船有很多问题，保温性做的不是很好，冬天来了，里面冷的不行。还有防电性，最近发生了好几起漏电事故，都是因为银钢船壳没有加绝缘层的缘故。”
天明找到白云飞设计组，提了一些要求，希望他们设计一种新的生活船出来，最好在五到七天内完成。
“没问题，最快三天就能搞定了。”吴科抢着回答道。
“还是稳妥一点为好，最好想想还有没有其他需要考虑的地方，三天还是太仓促了。”白云飞性格稳重，吴科年纪和他相当，但在设计组里，白云飞份量比他更重些。
“老白说的对，你们自己好好想想，看有没有什么是我没有想到或遗漏的，弥补上去，不要只想着快。”
“是，我知道了。”吴科不好意思地抓了抓头。
……
六天时间一晃而过，白云飞设计的新生活船，终于拿出来了。
新生活船的改进程度相当大。
一个是内部空间增大了。因为电力推进系统的加入，动力系统所占的空间小了，甚至连巨大的燃料舱，也变成了体积只有原先十分之一大的电池舱。
第二个，船体的绝缘层、保温层、防火层，也加入到了设计中，围绕的主旨只有两个：舒适、安全。
第三个，船上的厨房用火。生活船上，厨房炉灶用的燃料，还是氢气。但这些氢气，不再是天明用异能分解出的氢气，而是用电能分解出的氢气——每艘船上，都有一套电解氢装置，氢燃料不够用了，直接电解水就能生产出来了。
还有热水供应系统，也是用电烧，而且能烧的很热。
加上其他方面的改进，这些生活船。已经不能叫幸福系列了，而是叫“超幸福”系列，蓝星人能跟着天明这个神王，算是祖先八辈积德了。
天明也没有闲着。
他在准备材料。
各种各样的材料。不仅仅是从海底捞出的一千万吨银钢，像塑料管、保温板、绝缘电线、高强玻璃，这些东西都是他在异能空间内生产的，耗费了无数�
