《我的舰娘很科学》167 智者千虑必有一失（下）

    核反应堆依赖于核燃料的链式反应产生能量。虫巢反应堆使用的核燃料是铀235，是典型的“慢中子反应堆”。
    铀235需要俘获一个中子才会发生裂变反应，裂变后会放出三个中子。然而铀235只能俘获能量较低的慢中子，但裂变反应放出的却是能量较高的快中子。
    所以直接将核燃料堆放在一起是不能产生链式反应的。反应堆中还需要能够降低中子速度的减速剂，让快中子变成铀235能够俘获的慢中子。
    水就是常见的减速剂之一，并且同时还可以作为反应堆的冷却剂。所以虫巢才会把反应堆建在水下。
    但这样的链式反应，速度是不可控的。一旦反应开始，核燃料的裂变速度就会呈指数级上升，瞬间释放出大量的辐射和热能。然后整个反应堆“轰”地一声炸成一朵蘑菇云。
    所以反应堆中必须还有一种链式反应的“刹车装置”。这就是反应堆控制棒。
    控制棒是用中子吸收物质制成的棒状物。制造控制棒的材料，通常有硼、碳化硼、镉等。将它插入堆芯，就会吸收裂变产生的中子，让链式反应速度降低、甚至停止。
    虫巢反应堆中并没有通常意义的控制“棒”，而是在密布堆芯的管道内充入了液态的硼酸。虫巢通过控制流入堆芯的液态硼酸的多少，就可以方便地控制链式反应的速度。
    陈枫的计划，是摧毁虫巢反应堆的控制管，同时又让堆芯碎片不完全碎片化。
    这样一来，浸没在减速剂（水）中的堆芯碎片仍然会继续进行链式反应，却少了硼酸的刹车作用。于是链式反应就会失控，导致堆芯熔毁。
    原本疏松多孔的核燃料，在融化后会收缩。这个过程会将其中的水挤出来，随即链式反应停止。融化的核燃料和堆芯的残骸混合在一起，形成一团难以被虫巢利用的残渣。
    即使虫群将这些残渣重新堆在一起，也不能再重新启动链式反应。
    而如果虫群试图将这团致密的熔渣拆开，七十多个大气压的高压水就会立刻渗入，重新启动链式反应。然后……“轰”！
    陈枫和列克星敦都认为，即使虫巢能够重新修复利用这些核残渣，也需要差不多一个月时间才能重启虫巢反应堆。但以虫巢那么高的新陈代谢速度，最多一周时间，它体内的自噬效应就会导致彻底的崩溃。
    这个计划的前半段进行得非常顺利。堆芯顺利地被炸成了几个大型碎块，控制管内的硼酸也顺利地被冷却水冲散了。
    但是链式反应却出人意料地没有失控。
    即便被炸成了几块，即便完全失去了“刹车”，但堆芯碎片依然能够自发地维持稳定的链式反应。
    如果事先有人说核反应堆的堆芯炸成碎块之后还能稳定运转，估计别人都要笑他脑子坏掉了。
    但这不可思议的一幕，就这么匪夷所思地发生了。
    根据安娜带回来的图像可以看出，爆炸之后虫巢反应堆顺势从“压水反应堆模式”切换到了“沸水反应堆模式”。这模式切换得就像睡梦中翻了个身一样自然，似乎根本就不痛不痒。
    所谓“压水反应堆”和“沸水反应堆”是二代核反应堆的两个最常见的类型。
    “压水反应堆”是指堆芯中的冷却剂水，因为高压而始终处于液态。这种反应堆工作温度较高，因而效率高、体积小。
    “沸水反应堆”则是指堆芯中的水会处于沸腾状态，一部分水会变成高压蒸汽。它的工作压力低、温度低，所以效率低、体积大，通常只用于核电站。
    虫巢反应堆之前就处于“压水反应堆”的模式下。堆芯排出的水温虽然接近了三百摄氏度，但在七十多个大气压的水压下仍然处于液态。
    人类的压水反应堆通常会使用150个大气压的压力，以达到更高的工作温度和更高的热效率。并且会采用内外双循环隔离的结构，避免核辐射外泄。
    所以陈枫之前也疑惑过为什么虫巢反应堆采用的是效率更低的“低压”运转和开式循环模式。并且还和列克星敦讨论过这个问题。
    他最终认为应该是虫巢的规模还没有达到顶峰，所以反应堆埋藏的深度也没有达到1500米左右的最佳位置。同时因为虫群能够适应强辐射的环境，所以不需要更安全的双循环模式。
    事实证明，他们的猜测是错误的。虫巢是故意将反应堆的埋藏深度控制在七百多米的。它的目的就是在万一反应堆失控时，能够立刻切换到能自动稳定的沸水反应堆模式。
    陈枫的炸弹破坏了反应堆的控制管路之后，堆芯碎片中的硼酸盐很快流失。随着中子吸收物质的减少，链式反应立刻开始加速，释放出大量的热。堆芯碎片的温度开始飙升，迅速超过350摄氏度。
    这个过程正是陈枫期望的。但接下来发生的就开始南辕北辙了。
    随着堆芯温度提高，堆芯孔隙中的水温也超过了这个压力下的沸点，开始不断沸腾气化。沸腾的水在气化时吸收了大量的汽化热，迅速冷却了堆芯，使堆芯并没有达到熔点。
    与此同时，水变成水蒸气之后体积急速膨胀。即使在巨大的水压下，蒸汽的体积也比液态水要大几十倍。膨胀的水蒸气占据了堆芯的孔隙，把液态水挤了出去。
    由于水蒸气的分子距离更大，因此对高能中子的减速效果远低于液态水。这就导致了核燃料无法俘获足够的慢中子，链式反应开始减速。
    而当链式反应变慢时，液态水又会涌入堆芯孔隙，使链式反应加速。最终堆芯碎片中的链式反应和水的沸腾会达到平衡，使反应堆能够在失去控制棒的情况下仍然保持稳定运行。
    这就是沸水反应堆的运行模式。
    旧时空的美国核科学家安特梅耶率先提出了这个构想。他和阿贡实验室的同事建立了一个实验堆，然后开始了花式虐反应堆的“作死之旅”。
    他们模拟了70多种苛刻的反应堆事故可能，包括冷却管道爆破、阀门断开、控制棒误操作等各种恶劣条件。尝试了各种不同的燃料类型和各种稀奇古怪的“错误”。
    最后一次试验中，他们干脆直接把反应堆顶盖给炸飞了。可谓作死作到了极致。
    然而这座沸水反应堆中的链式反应始终没有发生堆芯融化的严重事故。
    这验证了沸水反应堆的固有安全性。因此，沸水反应堆成了后来民用核电的主流。
    但从来没有人想过，让反应堆能够在堆芯破碎的时候自动从压水堆切换成沸水堆。
    这种蛋疼的设计，在人类看来完全是反常识的，简直是吃饱了撑的。堆芯都被炸成碎片了，还不赶快停机维修？还要继续运转个毛线啊？！
    除非是脑回路极度不正常的人类，才会去想反应堆模式自动切换的问题。
    然而对虫巢来说，维持反应堆的能量输出才是事关生死存亡的关键。至于热效率低一点、辐射多一点，那根本不算个事儿。
    于是陈枫他们精心策划的行动，就在这个不起眼的地方搁浅了。
    当真是“智者千虑必有一失”！
    ………………
    听了列克星敦的讲解，其他女孩才明白陈枫的脸色为什么那么难看。
    这个小小的失误，就等于宣布了五千万菲南人的死刑。
    而这还建立在几大帝国能够马上认识到虫巢危害、并且立刻达成一致意见的前提下。但这几乎是不可能的。
    人类每拖一天，虫巢就会变强一点，人类需要付出的代价就会越大。
    直到人类付不出这个代价的那一天。
    女孩们都沉默了。
    过了一会儿，海伦娜才开口问：【就没有其他补救办法了吗？比如再用更多水雷去炸？】
    胡德摇摇头：【没用的。那最多拖延一两天而已。堆芯碎片越小，虫群修复起来反而越容易。】
    海伦娜又把期待的目光投向列克星敦。但列克星敦也只是轻轻地摇摇头，没有说话。
    一片沉默中，陈枫却突然叹了口气：【其实……我刚刚想到了一个b计划……】