（李雨霏，南华大学，核科学与技术）

      ——以铅基反应堆为例

          刚看到标题或许有小伙伴就会问了，我听过压水堆、重水堆、什么堆、什么堆，“铅基反应堆”是什么鬼？ ( ﹁ ﹁ ) ~→

    哈哈，不要着急，本文就是介绍这个的(￣_,￣ )。

          其实也不是…铅基反应堆，其实它的特殊之处已经包含在名字里了，铅基，就是用铅金属或铅合金作为冷却剂的反应堆……

 “哪尼！？Σ(っ °Д °;)っ在我印象中铅不是一种又硬又重的东西么！你在逗我！”

No，No，No！Naive！接下来就是见证奇迹的时刻，铅金属是可以充当反应堆冷却剂的！

   大家常规思维中的铅金属大概是这样的↓

但是大家所说的铅金属自然是处于常温之下，是金属总是会熔化的对吧ㄟ( ▔- ▔ )ㄏ。根据维基百科，纯铅金属的熔点为327.5℃，沸点为1749℃，也就是说，温度超过大概330℃铅就变成液体了，超过1750℃就蒸发成气体了…气体了…体了…了…

我可以理解，液态铅是白色，气态铅是什么鬼…

反正就是酱_(:3」∠)_，铅金属也可以液态的形式存在，可以像水一样在容器内流动，所以说充当冷却剂是丝毫没有问题的 (ง •ㅂ•)ง✧。

 然而，以上这些都不是重点。

 接下来我们来讲解最基本的反应堆堆芯结构。

 首先是燃料棒。燃料棒如果从中间切断就会得到下面类似的图，我画风大概属于浮夸派，大家凑合一下。

    中间红色部分是燃料，燃料材料是啥我就不具体说明了，比较多样，而且说多了有可能造成混淆，大家理解成反应堆内发热的主要来源，像烤火炉的电阻丝一样。

 间隙，间隙大家也懂吧？嗯，对对对，就是这个意思嗯，发个小红花。

 再就是包壳，“包壳”这个词大家可能首次见的话不太明白，也就是包在外面的壳层，什么？还不明白？简单的说呢，嗯…就是燃料棒外面包的一层铁皮(lll￢ω￢)，当然，材料不一定是铁皮，目的呢，就是包裹住燃料棒和之后反应堆运行产生的核反应产物。

它的正视剖面图是酱的↓

 好了，我想燃料棒大概什么样大家应该清楚了<(￣︶￣)>，接下来说控制棒。

 控制棒呢，顾名思义就是用来控制反应堆的棒子，之前燃料棒是用来发热的，控制棒自然是用来控制燃料棒怎么发热的（ ￣ー￣）。

 “(#`O′)小样~你给我热一点！……∑(っ °Д °;)っ不行！太热了！凉一点！！呼~~~舒爽多了~~o(￣▽￣)ｄ”就是介么个意思。

 控制棒的结构和燃料棒差不多，只是把里面的燃料换成吃中子的吸收体材料就好了。平时控制棒组件是位于燃料组件之外的，根据控制的需要，靠驱动装置缓慢插入一堆燃料组件中来控制燃料棒发热。，燃气灶大家都见过吧，老式的燃气灶调节火力大小靠的是旋钮，这个跟那玩意儿差不多一个意思。

它的剖面图只放一个，是酱的↓

        我说过结构差不多吧，。

 当然也有快速插入的，那个叫紧急停堆棒。_(:3」∠)_（种类好多，心好累……）

紧急停堆棒结构和控制棒基本一样，只不过有着更好的控制能力，一般位于反应堆的正中心，平时和控制棒一样在堆芯之外，发生控制棒控制不住了的紧急情况的时候，

 它才拍马赶到（快告诉我！是谁不服！？），可以使反应堆很快的停止运行下来，就跟掐了烤火炉电源一样…

 好了，现在我们来理一理，最基本的，有三种棒，一是燃料棒，二是控制棒，三是紧急停堆棒。棒棒棒哒，接下来就是组件了(ง •_•)ง。

 组件呢，顾名…好了不思义了_(:3」∠)_。组件，就是把一根根棒子组合在一起就叫做组件。组件，分为四边形和六边形两种，为了不恶心到有密集恐惧症的小伙伴，我简化一下。

       组件内的棒子数一般都是一百多根。根据组件中安排的棒子组合不同，分为燃料组件、控制棒组件、紧急停堆组件。思路大概理清了吧？燃料组件里面当然基本上都是燃料棒咯；控制棒组件里面是控制棒咯；紧急停堆组件里面可能是控制棒的数目更多一点咯。

      (o゜▽゜)o☆终于到画堆芯这一步了！由于作者偷懒所以只介绍六边形的。首先挑两个有代表性一点的堆芯设计图给大家看看。

      介个是六边形的↓

        这个图来自韩国铅基堆URANUS-40的设计。

 最中间的灰色组件就是我们说到紧急停堆组件。平时根本不起作用，只有在紧急停堆的时候！注意！ヾ(≧O≦)〃嗷~是紧急停堆的时候！(#`O′) (#`O′)就是烤箱短路开始冒烟快着火要拔电源了的时候！！！(#`O′) (#`O′) (#`O′)才把它放到堆芯里！！！

 绿色的部分，深绿加浅绿部分是燃料组件，为啥分成了内区和外区呢？（。＾▽＾）请不要在意这些细节。哎呀，其实是有关功率分布方面的问题！今天我们只讨论结构，只讨论长啥样，嗯，理解为，它们就是反应堆用来发热的部分。

 浅黄和深蓝是主要用来控制反应堆发热的组件，记不记得？调节火力大小的旋钮？

 最外面是反射层，大家就把它当做在燃料组件外面又包了一层厚铁皮吧_(:3」∠)_……其实他的主要功效是反射中子，展平堆内功率分布，提高中子经济性，@#@5%@$%^*&!``~`……

 下面是另一个视角的简图，自己画的，比较拙劣，但是。

 正常运行状态下大概是酱的↓里面的主控制组件合第二停堆组件会根据要求上下移动，紧急停堆组件位于堆芯外。

         当然，不同的设计，有的把这些棒子设计在燃料组件上部，有的设计在下部，也有上部下部都有的，看具体情况和设计师的心情╮(╯▽╰)╭。

         好了，今天就到这里，休息休息，CU奈克斯Time！