137.1966年:球床核反应堆
位于德国尤利希研究中心的AVR球床反应堆。
轻水反应堆(1946年),加拿大重水铀反应堆(1971年),切尔诺贝利(1986年)
球床反应堆是一项完全的技术革新。当今世界几乎所有的主流核反应堆系统都通过某种方式使用水作为冷却剂,如果冷却剂出现问题,就可能引起重大事故。球床反应堆于1966年首次成功运行,是一种完全不同的方式,是更加简单、更加小型化、更加安全的反应堆。
球床反应堆名称中的“球”来自于其包装核燃料的方式。核燃料被装入由防护材料制成的球形容器内,而不是像通常那样被做成脆弱的燃料棒(fuel rod)。每个球形容器有橙子那么大,在容器内部是少量更小的球体。核燃料被防护材料包裹成微球状(直径有半毫米),球体又被石墨(pyrolytic carbon)包裹。这些小球体被装在一起形成了更大号的球形容器。
球床反应堆名称中的“床”来自于工程师储存球形容器的方式。球形容器被塞入一条管道中—―想象一个小型的筒仓,聚在一起的球体会产生大量的热量。通过向球堆中吹入惰性气体,可以将这些热量带走。
人们可以从管道底部取出球形容器进行检查,老化或损坏的容器会被移除,通过检查的容器会被重新装入管道顶部。
球床反应堆的安全性保障来自于如下原理:在除管道和球形容器外的设备全部损坏的情况下,管道的温度会达到某种峰值,但反应堆仍然可以在这种温度下稳定存在,核燃料不会熔化或爆炸。
球床设计中值得关注的地方在于:工程师有通过改进现有方法完成设计的能力,他们可以发现问题和弱点并创造性地解决它们。这是工程师进行跨越式发展时常用的方法。■ 工程学之书