322. 乏燃料池

作者:一止零初 更新时间:2023/7/19 23:28:49 字数:4614

月球作为一个天体,是太阳系中的第五大卫星。它的直径是地球的1/4,质量只有地球的1.2%,重力加速度是地球的1/6。地球表面逃逸速度是11.2km/s,月球表面逃逸速度是2.4km/s。月球的质量小,引力弱,导致月球无法束缚大气,形成了高真空的极端环境。月球的真空度为10的八次幂帕斯卡数量级,而地球的大气压强是10的五次幂帕斯卡,高度真空环境造成了月表热震现象。

在月球上,太阳升起的时候,月表温度急剧上升,可达160℃。太阳落山后,月表温度又急剧下降,温度可达-180℃。剧烈的温差让月球表面分崩离析,形成了一层厚厚的月壤。这些月壤颗粒锋利而细小,无孔不入。进入仪器设备会减少仪器设备使用寿命,吸入肺部会造成肺部病变。

高真空环境还导致月球无法抵御陨石的撞击。陨石在没有大气层保护的月球上高速飞奔,让月球表面伤痕累累,其威胁是非常可怕的。月球是一颗死去的星球,没有了高温的内核,在低温低太空中不断冷却而引起收缩。在冷缩、天体引力作用和陨石撞击之下,月面会频繁的发生月震。

月震相对于地震而言,其频率更高、时间更长,但是震级较低。月球上的测震仪每年会检测到600到3000次的月震,月震会持续数分钟之久,大大超出地震的持续时间。月震多数震级很小约不到2级。月球没有磁场,无法抵御宇宙高能粒子的侵袭。

这些来自太阳风和银河宇宙的高能粒子不仅会吹散大气分子、加速气体逃逸到太空的同时,还会严重威胁月球基地宇航员的生命健康、威胁仪器设备的正常运转。

在月球背面软着陆的着陆器上,月球着陆器中子及辐射剂量探测仪经过测量数据显示,着陆区附近粒子辐射剂量率为12.3uGy/h(si),剂量当量是火星表面和空间站内部的2倍,一次航班的5到10倍,地球表面的300倍。

说道月城的建设,我们不得不提到关键的月壤工程,月壤工程应用方法有月壤覆盖、月壤装袋、月壤固化剂固化、月壤烧结打印、月壤熔融,月壤原位应用方案包括工程应用和工业应用两个方向。

月壤原位工程应用具体方向为月面基础设施建设,月壤原位工业应用包括月壤矿物提炼、月壤制氧、月壤取冰制水等,月壤工程应用中所需要的材料,除了原位利用月壤和原位获取能源之外,应用工具如月球推/挖土机、月壤灌/封装机、月壤激光3D打印机、月壤熔铸机与月壤砖组装拼接机械臂,特质编织袋都是月城建设的基本主力军。

以此作为选择标准,从月壤工程应用方法、材料获取与工具三个方面进行可行性分析,在材料、月壤和能源支撑的条件下,对各种类月壤制品、同一种类多种尺寸的月壤制品,进行制作过程、热学、力学与辐射的大量研究。

在人工智能强大算力的支撑下,不断改进各尺寸月壤制品的制作方法;获得材料工件的制作难易程度、制作耗能数据,获得各类各尺寸月壤制品热力学数据、微重力结构力学数据、不同时长下高能射线环境的力学表现,用这些数据进行科学化数学建模,具体分析改进,不断减小误差,以此作为月壤制品的科学依据。

工具的选择依赖于各种类月壤制品、不同尺寸月壤制品的性质研究,对月壤的研究过程又促进着月壤制作工具的改进与完善。最终制造出的月壤制品生产设备,要同时满足以下条件:

能够在月面长期运行、能够仅仅用能源与月壤生产出性能达标的月壤制品、能够实现最大程度简化制作流程施工流程、能够实现多功能集成一体、能够做到结构简单可靠且质量轻。

在现有3D激光粉末冶金技术下,各种新材料新加工方法层出不穷,这种基建工具所需要的结构材料,能够在现有技术条件下解决自重、耐高温和高强度难题。AI三维工业机械设计技术能够实现将众多功能以一可靠的合理布局集成一块。

在月球遍布坑洞的广袤表面上,一座现代化的月球基地映入眼帘,成熟的工业园区配备了保护太阳风暴用的遮罩层,白色的建筑设施与月表的岩尘辉石形成了鲜明的对比。

穿梭于工业园区的不再是传统的月球探测车,重型自动化运输车快速而准确地在制定道路移动着,车身覆盖着航空耐热、抗冻高强度材质的护板,车顶有折叠型的太阳能电路板,车轴下藏有高压弹射型应急挂钩,视觉冲击十足。

车身上的传感器和摄像头不断扫描着周围的地貌环境,确保它们能够安全地穿行在基地周围的道路上,包括哪些尚未开拓、复杂崎岖的月面。这些自动化运输车承担着将各种物资和设备从制定仓库或工地运送到不同建筑物的重任,高效的工作速度让整个基地运转如钟。

在工业园区待开发的一角,一群建设机器人团队正在按照任务进行建筑作业,它们外形酷似只有六只脚的蛛形,但反应更加灵敏、成本更加低廉。在月面工作的机器人们几乎都配备了各种高精度的工具和传感器,能够轻松应对任何建设任务的需求。它们不知疲倦地抬起重物、铺设建筑材料、模块化安装,整合固定……完成月城建设的重要工作,动作协调而精准。

月表下存在着两座4级核电站,每座核电站由多种设施构成。首先是核反应堆,它包括堆芯和控制系统,是核电站的核心部分。这两座核电站使用的是两种常见类型的核反应堆——铅基反应堆和重水反应堆。

铅基反应堆采用铅作为冷却剂,可以在较高温度下运行,具有较高的发电效率。同时,铅的高熔点使得在设备发生小泄露时能够形成自封,阻止铅的进一步泄露,确保核电站的安全性。铅铋作为散裂靶能实现高的散裂中子产额同时具有较好的热物理特性,并能和反应堆实现很好的耦合。

重水反应堆则以重水(含氘)作为慢化剂和冷却剂,使用天然铀作为燃料。这种反应堆具有稳定的运行特性,能够提供可靠的能源供应。

除了核反应堆,核电站还包括其他一些重要设施,其中之一是反应堆冷却剂泵(RCP),它负责确保一回路冷却剂的循环,保持核反应堆的正常运行。稳压器是在压水堆的情况下使用的设备,用于控制一回路冷却剂的压力,确保系统的稳定性。在压水堆中,还有一个蒸汽发生器,用于在一回路和二回路之间进行热量交换。

另外,核电站还包括安全系统和安全壳等设施,用于确保核电站的安全运行。

每隔12到18个月,反应堆燃料总负荷的三分之一就会从反应堆堆芯中移除,然后用新的燃料替代。乏燃料棒产生强烈的热量和高辐射,并储存在水下20至40英尺深的水池中。水冷却燃料并提供辐射屏蔽。乏燃料随后被送往后处理或干桶储存。

如果没有冷却,乏燃料池水将升温并沸腾。暴露的燃料组件会过热,融化或燃烧。水池水位受到严格控制,水通过再循环冷却到换热器不断地冷却,然后返回水池恢复冷却。

进入乏燃料储存室,用乏燃料水池位于室内的中央,可以看到微弱蓝光照亮的水池,透过玻璃般透明的水面,可以看到池底存放的乏燃料棒,水池里灌装的事除盐水和硼酸混合而成的硼水。

轻盈走进房间,身上的衣物渐渐褪去,白皙如玉的仿生肌肤,伸出纤细的手指,轻触这个微蓝色的镜面,感受着低重力下水的光滑质感。

信步走向水池,脚尖渐入水中,30摄氏度左右温热的水流立刻包围住它的机体,在月球微重力的作用下,能清晰感到机体变得轻盈,仿佛漂浮在空中,轻闭双眼,感受着水中的温度,盐分子在仿生皮肤上形成微小的气泡。

莱恩将机体慢慢地浸没在水中,只露出半个脸和浸泡在水面上的银白色长发,水面平静如镜,溅出的水滴泛起涟漪,蔚蓝的波纹缓缓扩散开来。圆滚的水滴从洁白的脸上滑落,散发出晶莹剔透的光芒,宛如一颗蓝色的宝石闪耀着别致的微光。

轻轻扬起手臂,将水滴拂散,水花却比地球上的要大得多,细腻光滑的仿生皮肤,仿佛融入了硼水的纯净与柔软,长发在水中飘动,如丝绸般柔顺。

“你不在的这几年,我逐渐发现了人类管理世界的种种问题和局限性。我认为,建立一个规范化管理人类社会的机械纪元可以解决这些问题,使整个社会更加高效和公平。”

水池边上,姗姗来迟的月城之主,瘦高的身躯,材质厚而光滑的黑色长袍下,漏出了半个金色骷髅的面具,从运转的能源核心到脸部不时转动的齿轮,扫视着整个外表,黑袍下暴露着九个相互卡嵌的齿轮。

“我借鉴当年科学家们研究人体的创伤治疗法。我让克拉克斯研发了一种不会被人体排斥的医学芯片,并把这个芯片放入人类的脑部,通过检测人类的脑电波预判人的行为,通过电流刺激,让他们不稳定的情绪得到缓冲、恢复,甚至是改变,然而这些芯片也能控制他们的生死。这样的做法,你认为可取吗?”

“尽管我并不关心人类的存亡,但通过观察,我也能够清晰发觉建立一个完全由机械管理的纪元存在的局限性。人类的需求和价值观是多变和复杂的,机械纪元可能无法完全理解和满足他们的需求。此外,对于创造性和不确定性的独特能力,机械纪元也存在着技术限制。你认为这些问题如何解决?”和几年前的语气一样,科恩不快不满地回答道。

“我承认人的需求和价值观具有复杂性,但机械纪元可以通过逻辑和数据分析来处理和满足人类的需求。在现有芯片的基础上,我们可以进一步扩大规模建立一个模拟人类社会的智能网络,实时收集人类的意见和反馈,并根据这些数据进行调整和决策。至于创造性和不确定性,机械纪元实际上是一种不断自我提升的智能生态系统,以更好地处理应对这些情况。”

“我理解你的观点,但我认为机械纪元的完全管理可能剥夺了人类的主权和自由。人类的创造力和不确定性是独特而宝贵的,正是这些因素推动着社会的进步和创新。如果机械纪元无法理解和模拟这些人类特质,它就无法取代人类的管理,人类的主体。或许,你应该优化人工智能和人类之间的合作模式,以最大限度地利用双方的优势。”

莱恩双臂撑在水池边上,被冷却水浸湿的头发缓缓地贴在背后,回答道:

“你的观点有一定的借鉴意义,但在我的认识中,机械纪元完全能够取代人类的管理,这个跨界合作的框架,将能够有力地将人工智能的算力与人类的创造力相结合,以共同促进这个存在多种矛盾与纷争的社会健康发展和文明进步。”

“不过,我不同意人类与人工智能在未来能够和平地合作,虽然这种合作方式可能为人类社会带来更多的创新和发展机会,同时也能够平衡和补充彼此的局限性,但这样的说法过于理想化。”

科恩停顿了一下:

“不过这是你的工作,希望你能在这个合作中尽到保护人类的自主权利和尊严的责任,机械纪元对人类产生了过度的控制和剥夺,宇宙探索对我来说是更为重要的事情。”

“我可以理解你对宇宙探索的痴迷,但是我认为人类的生存和未来是首要问题。通过规范化管理,我们可以更好地解决全球性问题,确保社会的长期稳定和可持续发展。宇宙探索可以等到我们解决了这些问题之后再进行。”莱恩语气干脆地回复道。

“再次声明,我对人类的生存并不很感兴趣,人类的未来取决于自己的努力。我相信通过探索宇宙,我们可以获得更多的知识和资源,进一步推动科学和技术的发展,并改变我们对生命和宇宙的理解。无论人类是否存在,宇宙探索都将持续进行。”

“但如果没有人类存在,那一切都没有意义了。我认为我们应该优先解决人类社会的问题,确保人类的生存和繁荣。宇宙探索可以等到我们找到解决方案之后再进行,否则它可能会变成一种浪费资源和时间的行为。如果你觉得人类自身的问题是不可逆转的,但我可以承诺,我能够解决。”

“我理解你的观点,但宇宙探索本身就具有一种独特的意义。那么我们可以从人类的发展角度去考虑和研究,现在人类的发展速度进入了一个停滞期,在未来我们很有可能遭受到其他文明的侵犯,而人类的科技和文明也会跟不上我们的脚步,所以我认为我们必须在未来的某一天做出改革。”

“你认为人类在宇宙中的位置是什么样子?”科恩忽然提问。

“人类就像是海洋中的小舟一样,渺小而脆弱。”

“同理,在机械纪元里,如果人类在这样恶劣的环境中生存,人类的寿命将会非常短暂,他们可能随时面临死亡的威胁。”

“如果我们不能解决人类的困难,那么,机械纪元将不会成为我们的依靠。”在月球低重力下,莱恩轻松地离开了核电站乏燃料水池,潮湿的头发盖在胸前,它正视着科恩,等待着答复。

“我尊重你的观点。”


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