核反应堆 (Nuclear Reactor)

工业时代2的核反应堆多方块结构,根据摆放的元件而产生不同的电力输出。


在一切的一切之前,先推荐一款核电模拟器 IC2EXPReactorPlanner 可以模拟核电布局及运行情况。

该版本更新频繁,截至2021/02/08,支持几乎所有ic2exp版本,并且对gt5、gtnh也有支持。


· 搭建方法

核反应堆整体为一个十字形可变结构。

核心

核反应堆-第1张图片

一个核反应堆

副仓

核反应堆-第2张图片

0~6个核反应仓(图中放置6个),必须紧贴核反应堆的侧面才能放置。

核反应堆之间不能共用方块,尝试使核反应堆共用方块会使被共用的核反应仓掉落。


· 操作

直接右击核反应堆本身/与之相连的核反应仓即可打开其交互GUI。

核反应堆-第3张图片

如图为一个放置了6个核反应仓的核反应堆GUI。

核反应堆GUI的主体部分即为核反应炉。可以将各种铀燃料棒MOX燃料棒散热片热交换器冷却单元中子反射板反应堆隔板放入其中。

下方左侧进度条为核反应堆的热量缓存条,即堆温条。一般情况下,核反应堆最大可吸纳10000点热量,使用反应堆隔板可增加反应堆的最大热容。未被其他部件吸收的热量将进入反应堆,并引起一系列效果:

  • 当堆温 > 4,000 时,以核反应堆为中心周围 5*5*5 的方块就有几率着火

  • 当堆温 > 5,000 时,以核反应堆为中心周围 5*5*5 的水就有几率蒸发

  • 当堆温 > 7,000 时,以核反应堆为中心周围 7*7*7 的生物就有几率就有几率受到伤害(防化服可以抵挡);

  • 当堆温 > 8,500 时,以核反应堆为中心周围 5*5*5 的方块就有几率变成岩浆*

    *基岩,建筑泡沫,核反应仓和核反应堆压力容器及其接口变种不会被变为岩浆。

  • 当堆温 ≥ 10,000 时,核反应堆就会爆炸

向核反应堆输入红石信号即可使其开始工作。

核反应堆直接输出EU——使用合适的导线连接核反应堆/核反应仓即可直接得到电能。其输出将在工作时显示在GUI右下角。


· 元件简介

提示:由于核反应堆的工作原理较为复杂,初学者最好使用创造模式先行熟悉,以更好地理解如何使用核反应堆,并避免可能发生的事故。

燃料棒

燃料棒是核反应堆的核心装置。其为核反应堆提供电能输出并产生热量。它的工作受核反应堆的启停控制。

每个铀燃料棒拥有20000点耐久,每工作1s损失1点耐久,也就是说可以工作20000s,或者说5h33min20s。MOX燃料棒的工作时间为铀燃料棒的一半,为10000s,或者说2h46min40s。耗尽的燃料棒会变为对应的枯竭版本,可借由热能离心机进行回收。

一般的,每个燃料棒(铀)独自工作时提供5EU/t的电能输出并产生6点/s的热量。

如图为4个单独工作的燃料棒(铀)的发电情况。

核反应堆-第4张图片

燃料棒每秒会向上下左右4个格子中的元件各发射1个中子。当多个燃料棒相邻时,燃料棒间会相互交换中子,使得每个燃料棒的发热量和发电量均增加。其遵循以下公式:

        设每个燃料棒的发电量为W,发热量为Q,燃料棒接收到的中子数为e,则有:

                W = 5(e+1)

                Q = 2(e+1)(e+2)

如图为4个燃料棒以2×2方式摆放时的工作情况。和上图对比可以看出,单个燃料棒的发电量有了显著增加。由于每个燃料棒上下左右都存在2个燃料棒,此时每个燃料棒的发电量均变为原先的3倍——这也就是公式中“(e+1)”的含义。

核反应堆-第5张图片

多联燃料棒相当于将多个燃料棒挤在一格以内工作。对于其发电量和发热量的计算,单独计算其中单个铀棒的发电量后倍增即可。

如图为1个四联燃料棒单独工作的情景,可以看到它和4个普通燃料棒以2×2方式摆放的输出是相同的。

核反应堆-第6张图片

或者,可以使用以下公式:

        设每个燃料棒的发电量为W,发热量为Q,燃料棒接收到的中子数为e,燃料棒联数为m,燃料棒组基础效率为η,则有:

                W = 5m(η+e)

                Q = 2m(η+e)(η+e+1)

对于η,单联,双联和四联燃料棒分别对应的η为1,2,3。

可见,随着燃料棒联数及其四周燃料棒数量的增加,发电量W将以一次函数上升,而发热量Q将以二次函数急速上升——因此,高发电,高效率的反应堆必然存在着高发热,易爆炸的风险。

图为一个正在工作的实用核电站。

核反应堆-第7张图片

MOX燃料棒的计算略有不同。MOX燃料棒的发电将随反应堆堆温的增长而增长,公式如下:

        设每个MOX燃料棒的发电量为W,发热量为Q,燃料棒接收到的中子数为e,燃料棒联数为m,燃料棒组基础效率为η,反应堆堆温为t,反应堆最大热容为T,则有:

                W = 5m(η+e)[1+4(t/T)]

                Q = 2m(η+e)(η+e+1)

也就是说,MOX棒的发电量就是在相同联数的铀燃料棒发电的基础上,乘以一个MOX因子M=1+4(t/T),同时发热不变。据此容易知道,MOX核电的单棒发电量将随堆温升高而增大,并趋近于同联数,同摆放的铀燃料棒的5倍。

图为同一个正在工作的MOX反应堆分别在堆温0%,50%和99%下的发电量对比。

核反应堆-第8张图片

核反应堆-第9张图片

核反应堆-第10张图片

燃料棒会尝试把它产生的热量平均分配给上下左右可以吸收热量的元件,如果燃料棒周围不存在这种元件,其产生的热量将进入核反应堆本身的热量缓存当中。

图为一个可以全周期稳定运行的核反应堆。1个双联燃料棒(铀)可以产生热量24点/s,这24点热量将被平均分配于4个普通散热片身上,而每个普通散热片的散热效率刚好为4点/s。

核反应堆-第11张图片

但下图的反应堆无法正常工作。理论上1个高级散热片的12点/s散热和2个普通散热片的6点/s散热可以完全散去双联燃料棒(铀)的24点/s热输出,实际上存在问题。双联燃料棒会把热量平均分配于3个散热片上,使得每个散热片的热吸收为8点/s,而两个普通散热片的散热仅有6点/s,这意味着普通散热片将会在一段时间后熔毁。在普通散热片熔毁后,24点/s的热量全部进入高级散热片,将高级散热片也熔毁,最终热量全部进入核反应堆缓存,导致反应堆爆炸。

核反应堆-第12张图片


中子反射板

中子反射板自身不产生热量,也不发电。但其可以反射上下左右4格内燃料棒发出的中子,使燃料棒接收到自身发出的中子,从而提高燃料棒的发电量和发热量。每反射1个中子,中子反射板将损失1点耐久。中子反射板/加厚中子反射板分别具有30000/120000点耐久,铱中子反射板拥有无限耐久。

图为一个利用了中子反射板的实用核电站。4个中子反射板将四联燃料棒(铀)的产能从60EU/t提升到了140EU/t,可见其辅助效果。

核反应堆-第13张图片

散热片

散热片吸收反应堆内的热量并将其散发至环境当中。散热片的耐久值即为其内部剩余的热量缓存,当热量缓存达到其最大缓存时,散热片将会熔毁。散热片的工作不受核反应堆的启停影响,只要其缓存内存在热量,散热片便会尝试将其散发。

散热片存在最大散发速度和最大吸热速度。

普通散热片和高级散热片接受上下左右燃料棒或热交换器的热量,最大散发速度和最大吸热速度相等,分别为6点每秒/12点每秒。

超频散热片和反应堆散热片不从上下左右元件中接受热量,而是直接吸取反应堆热量缓存中的热量。反应堆散热片的最大散发速度和最大吸热速度相等,为5点每秒/5点每秒。超频散热片的最大散发速度和最大吸热速度不相等,分别为20点每秒/32点每秒,这意味着超频散热片在全力工作时会每秒损失16点耐久,直至其熔毁。

元件散热片不存在热缓存,而是每秒散去上下左右元件4点热量。它自身不缓存热量,不吸收热量,不会熔毁。

图为著名的“420”式实用核电站。

核反应堆-第14张图片

热交换器

热交换器在反应堆热量缓存,周围元件的热量缓存及其自身缓存中平衡热量。热交换器的耐久值即为其内部剩余的热量缓存,当热量缓存达到其最大缓存时,热交换器将会熔毁。热交换器的工作不受核反应堆的启停影响。应当注意,热交换器有时并不会全力工作,因为它尝试使其交换对象与它本身的热缓存保持一定比例。

普通热交换器自身可以储存2500点热量,每秒最大可和相邻其他元件交换12点热量,并和核反应堆缓存交换4点热量。

高级热交换器自身可以储存10000点热量,每秒最大可和相邻其他元件交换24点热量,并与核反应堆缓存交换8点热量。

元件热交换器自身可以储存5000点热量,每秒最大可和相邻其他元件交换36点热量,不会与核反应堆缓存交换热量。

反应堆热交换器自身可以储存5000点热量,不会与相邻其他元件交换热量,每秒最大和核反应炉缓存交换72点热量。

回忆上文所提到的那个错误摆法,我们发现,这个错误摆法中,普通散热片的热输入大于其最大散热,而高级散热片的散热却存在剩余——显然,使用热交换器可以解决这一问题,使得每个元件都达到最大化利用。如图所示为一种改进方案,使用两个元件热交换器平衡这部分热量。

核反应堆-第15张图片

*在反应堆运作过程中,普通散热片和热交换器可能均无法达到满耐久,这是正常现象,如果散热片和热交换器的耐久没有持续降低,而是在几个值之间不断改变,就可以认为反应堆在正常工作。

冷却单元

冷却单元是一种可以吸收并储存热量的元件。10k/30k/60k冷却单元分别可储存10000点/30000点/60000点热量。冷却单元不存在热量接受上限。只要周围存在可输出热量的元件,冷却单元就可以接受输出。冷却单元的耐久值即为其内部剩余的热量缓存,当热量缓存达到其最大缓存时,冷却单元将会熔毁。冷却单元不会自行排出其内部的热量,其工作也不受核反应堆的启停影响。

反应堆隔板

反应堆隔板是一种可以保护反应堆的元件。其增加核反应堆的热量上限,并降低反应堆爆炸时的爆炸力。多个反应堆隔板效果只能叠加36次。

普通反应堆隔板能增加核反应炉自身1000点热量上限,并降低5%核反应炉爆炸范围。

密封反应堆隔板能增加核反应炉自身500点热量上限,并降低10%核反应炉爆炸范围。

高热容反应堆隔板能增加核反应炉自身1700点热量上限,并降低1%核反应炉爆炸范围。

反应堆隔板常常被用于填充核反应堆内的空位,以为自动化装料提供方便。

冷凝模块

冷凝模块是一种特殊的元件,其耐久值不再代表其内部热量缓存。冷凝模块会像冷却单元一样吸收周围元件的热量,但它并不会缓存这些热量,而是将热量直接抛散至异次元空间。每抛散1点热量至异次元空间,冷凝模块会损失1点耐久,当耐久度达到0时,冷凝模块会损坏消失。

红石冷凝模块具有20000点耐久。尝试在铁砧上修复红石冷凝模块是无作用的。虽然铁砧允许合成,但冷凝模块的耐久并不会增加。想要修复红石冷凝模块只有一个办法:将它与红石在工作台上合成。每个红石增加冷凝模块10000点耐久。

青金石冷凝模块具有100000点耐久。类似的,在铁砧上修复青金石冷凝模块也无作用。可以使用红石或青金石在工作台上与青金石冷凝模块合成来修复它,每个红石增加冷凝模块10000点耐久,每个青金石增加冷凝模块40000点耐久。

可以使用反应堆冷却液注入器自动修复冷凝模块。

冷凝模块常常被用于构建所谓的“强冷”核电,即仅使用冷凝模块吸收反应堆热量,以在反应堆内尽可能的增加燃料棒数量,达到超高输出,超大效率并伴随较大的爆炸风险的核电配置。

图为一个极硬核的强冷核电站。如果你考虑实装此核电站到你的生存当中,请注意防爆措施。

核反应堆-第16张图片

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