聚变反应堆 (Fusion Reactor)

历史

  • 在 v0.7 被加入,当时无需电磁体;

  • 在 v1.4 改版为现在的“磁环聚变反应堆”;

  • 在 v2.18b 更新了音效。

摆放方式

在 v1.4 版本前,仅需要核心即可运行;而从 v1.4 版本起,聚变反应堆摆放示意图如下(所有的电磁体都可以换成透明聚变电磁体):

第一步

在核心外一圈围上电磁体,并用聚变连接器连接。注:由于安装了 [CTM] 连接纹理,故图中的电磁体材质会连接。

磁环的大小等于聚变连接器数量 + 1,最大为 24。尺寸越大,需要的电磁体越多。若单个方向上的聚变连接器数量为 x,需要的电磁体数量为 y,则 y = 96 + 32x。图中展示的是一个磁环大小为 4 的聚变反应堆的搭建方式。磁环的最大尺寸限制可在配置文件中调整,详见此教程

聚变反应堆-第1张图片

第二步

完善外圈磁环。将电磁体摆成类似于导管的结构,中间空出,绕核心一圈。如下图:

聚变反应堆-第2张图片


聚变反应堆-第3张图片第三步

给所有电磁体充电。能量充足时,电磁体外圈纹理会变绿。待电磁体全部变为绿色,即代表聚变反应堆结构完成。如下图:

在启动状态下,每个电磁体都会持续恒定消耗 200 RF/t。相邻的电磁体间会互相通电,最远的传输距离为 8 格。

(图中使用[Mek]通用机械创造能量立方终极通用线缆传输能量)

聚变反应堆-第4张图片

GUI

对准聚变堆核心按下使用键(默认为鼠标右键)来打开其 GUI,如下图(外框颜色为后期处理效果):聚变反应堆-第5张图片

从左至右分别代表:能量缓存量温度发电效率燃料储存量反应堆状态产物储存量

右下侧的四个按钮由上到下分别代表“防止输入溢出”“清空残留液体”“清空输出溢出”“效率/热比较器”

防止输入溢出

默认情况下,注入同一种流体时,当上侧槽位被注满且下侧槽位为空时,未被注入的流体会被自动注入到下侧槽位。开启后将会避免这种情况的发生。

清空残留液体

开启后,当反应堆因某一槽位的燃料消耗殆尽而停机时,另一输入槽中的燃料也会被自动清空。

清空输出溢出

默认情况下,当输出槽中的某个槽位满时,反应堆将自动停机。开启后,反应堆将不会因此停机,多余的产物将会被自动销毁。

效率/热比较器

这个按钮外观默认为蓝-黑的渐变色,此时当红石比较器后方与反应堆核心相邻时,会根据其效率高低输出红石信号。点击后按钮会变成红-绿渐变色,此时根据其温度高低输出红石信号。

使用方法

为表述方便,下文会将磁环大小设为 𝑛,温度设为 𝑇,单位为 kK;效率为 𝜂(%),取值范围 [0, 100];实际发电功率设为 𝑃。当前处理配方的热变量和基础产能功率分别记作 𝑇𝑟 和 𝑃𝑟

启动聚变堆

首先,需要将聚变燃料手动放入或通过流体管道通入。通入时,流体会被优先输入到上侧流体槽(在 1.7.10 版本中,需要将聚变燃料装入已被移除的空流体单元空单元中后加入,而且会连同单元一起消耗)

可使用的燃料有氦-3熔融锂-6熔融锂-7熔融硼-11。这些聚变燃料都属于流体。

然后,向聚变堆核心通电来使其升温。核心在每刻都会消耗其缓存中所有的能量来升温,设消耗的能量为 𝑊,则有

Δ𝑇 = 𝑊 ÷ (𝑛 + 2) × 10-4

聚变反应堆核心的最大缓存能量值为 7,286,400 RF。该值实际为聚变堆配方中所有的燃料组合中最高的基础产能效率(默认配置下为氢-氦3聚变的 303.6 kRF/t)、最大磁环大小限制(默认配置下为 24)与 100 的乘积。

当 𝑇 > 8,000 kK 时,核心将会自动开机(在 1.7.10 版本中,𝑇 需要达到 10 MK 且要给予红石信号才能够启动)。核心运行时内部会旋转。

聚变过程

反应刚开始时,𝑇 会上升得非常快,与此同时 𝜂 开始缓慢提升,具体的计算公式如下:

𝜂 = 100 × (7.415 × (e(-𝑇 ÷ 1 000) ÷ 𝑇𝑟) + tanh((𝑇 ÷ 1 000) ÷ 𝑇𝑟) - 1)2

𝑇 在每刻的升高量受 𝜂 的影响,具体的计算公式为:

Δ𝑇 = (100 - 0.9𝜂)) ÷ 2

即当聚变过程刚刚开始时,𝑇 的提升速度约为 50 kRF/t,随后随着 𝑇 达到最佳温度,𝜂 达到 100%,该速度将会逐渐降低至 5 kRF/t。𝑇 超过最佳温度后,𝜂 将会重新降低,𝑇 的提升速度又会重新加快。

𝑃 也会开始提升,且同样受 𝜂 的影响,具体值为:

𝑃 = 𝜂𝑛𝑃𝑟

在聚变过程中,每隔一段时间,聚变反应堆会消耗一次燃料,并生成一次产物。该时间间隔为 (燃料组合基础耐久 ÷ 𝑛)。

在聚变过程中,电磁环内部将会出现等离子体。每个等离子体方块会产生 2.187 5 μRad/t 的辐射,且当等离子体接触到未通电的电磁体时会产生爆炸。因此,如果电磁体突然断电,电磁环会爆炸。你也可以用泵抽出来做陷阱

此外,在聚变过程中使用不同的燃料组合时,反应堆核心自身也会产生辐射,具体辐射量见下表。

(1.7.10 版本中,不会输出中子流体,需要将已被移除的空胶囊放入堆芯,然后在一定时间后将其转化为中子胶囊。)

聚变产物将以流体形式输出(1.7.10 版本中为装在已被移除的空流体单元中输出,并且聚变可能会带来更多的单元或消耗单元,不过也可以实现收支平衡,这取决于配方)

在聚变过程中,核心自身不会消耗能量,其产出的能量可以使用其它模组中的能量导线导出。

控制温度

若在其它条件都满足的情况下,𝑇 达到最佳温度后不加以限制,则会持续升高。当 𝑇 ≥ 20,000 MK 时,反应堆将无法正常运行,表现为核心和电磁环在一瞬间熔毁,变为熔岩(在 1.7.10 版本中,表现为等离子体暴露,然后不定期发生小爆炸,直到把等离子炸完为止,一般电磁体也会被炸毁),同时立即释放出 8𝑛 倍于当前燃料组合辐射强度的辐射。因此,如果输入燃料的最佳温度高于 20,000 MK,则反应堆会面临熔毁的危险。

如果想要控制温度,控温系统是一个较好的选择。可以通过下列方式实现控温。

一、红石控制

红石比较器放置于反应堆核心边上,即可检测反应堆核心温度。当核心温度达到燃料最佳温度的 90% 时,会输出 15 级信号。可以用红石线绕核心一圈,达到 15 个长度后直接接到反应堆核心上(在 1.7.10 版本中,还需要再将信号反转)

二、液冷器

将液冷器放置在反应堆磁环边上,通入流体后即可提高主动冷却速率。只需使它的主动冷却速率达到 5 kK/t,就可以保持 100% 的效率运行。

液冷器的实际冷却效率 = 基础冷却效率 ÷ 2𝑛(2.18zzz 版本中为 (基础冷却效率 ÷ 𝑛) )。

若某一液冷器的中心对称位置也有一个液冷器,那么冷却速率会提高到原来的四倍。

基础冷却效率可以从液冷器条目中查询。

三、使用OC电脑控制

这样做可以将反应效率控制在任意值,但是实现较为昂贵复杂。

停止聚变

当燃料停止供应或产物无法输出时,反应堆将自动停机,𝑃 降为 0,同时 𝑇 会快速降低,温度越高,降低速度越快。若 𝑇 > 0.299 49,则每刻的减少量为

Δ𝑇 = (𝑇 ÷ 100 000) × lg(1 000 × (𝑇 - 0.298))

𝑇 不会低于 0.298 kK(即室温)。

如果核心接收到红石信号,也会停止运行。(1.7.10 中则是撤掉红石信号停止反应)

值得注意的是,等离子体并不会在反应堆停机的那一刻消失,而是要等待直到温度低于 8,000 kK 时才会消失。因此,反应堆停机时不能立刻给磁环断电,而是要等待降温直到温度足够低时才能安全断电。

你也可以在反应堆停机后直接安全地破坏聚变堆核心,但是如果这样做,等离子体仍然会残留在磁环内部。此时若想给磁环安全断电,你需要事先手动清除这些等离子体,或是重新放下聚变堆核心,将它的温度重新升至 8,000 kK 以上后立刻让它降温以达到清除等离子体的目的。

聚变具体数据

产能、产热、辐射强度表

下列表格中的数据分别代表基础耐久(单位为 t)/ 基础产能(单位为 kRF)/ 最佳温度 (单位为 MK) / 辐射强度。标有橙色代表可能使反应堆崩溃。





氦-3
锂-6
锂-7
硼-11
硼-11

600 / 44.4 / 16 370 /

4.921 875 nRad/t

650 / 2.61 / 16,883 /

78.911 171 875 μRad/t

700 / 0.7 / 33 215 /

157.817 421 875 μRad/t

700 / 14 / 29 574 /

4.921 875 nRad/t

850 / 15.7 / 37 048 /

78.911 171 875 μRad/t

900 / 0.045 / 202k /

157.817 421 875 μRad/t

1,100 / 0.005 / 358k /

157.817 421 875 μRad/t

锂-7

400 / 133 / 5 071 /

4.921 875 nRad/t

450 / 85.9 / 5,034 /

78.911 171 875 μRad/t

500 / 43.5 / 5 511 /

157.817 421 875 μRad/t

500 / 72.7 / 9 673 /

4.921 875 nRad/t

650 / 55.2 / 14 536 /

78.911 171 875 μRad/t

700 / 22.9 / 16 611 /

157.817 421 875 μRad/t


锂-6

350 / 35.1 / 7 278 /

179.692 421 875 μRad/t

400 / 171.6 / 4,818 /

4.921 875 nRad/t

450 / 91.5 / 4 971 /

78.911 171 875 μRad/t

450 / 115.1 / 9 506 /

4.921 875 nRad/t

600 / 106.8 / 13 732 /

4.921 875 nRad/t



氦-3

200 / 303.6 / 3 339 /

4.921 875 nRad/t

250 / 225.2 / 2,632 /

4.921 875 nRad/t

300 / 109.9 / 2 604 /

78.911 171 875 μRad/t

300 / 131.5 / 6 605 /

4.921 875 nRad/t





200 / 0.03 / 6 049 /

258.598 671 875 μRad/t

250 / 172.6 / 816 /

258.598 671 875 μRad/t

300 / 9.01 / 897 /

517.192 421 875 μRad/t






150 / 112.3 / 1 245 /

4.921 875 nRad/t

200 / 50.7 / 1,156 /

129.301 796 875 μRad/t







100 / 44.2 / 4 430 /

4.921 875 nRad/t







通过观察能够发现大致规律:燃料越重,反应越持久,产能越低,最佳温度越高。有中子流体产出的核聚变通常具有更高的辐射强度。

产物表

下列表格列出了不同燃料组合聚变的产物。(1 B = 1,000 mB;熔融锂-6、锂-7、硼-11 单次消耗 144 mB,其它燃料单次消耗 1 B)





氦-3
锂-6
锂-7
硼-11
硼-11
氦 x 3 B

氦 x 3 B、

流体中子 x 10 mB

氦 x 3 B、

流体中子 x 20 mB

氘 x 1 B、

氦 x 3 B

氦 x 4 B、

流体中子 x 10 mB

氦 x 4 B、

流体中子 x 20 mB

氦 x 5 B、

流体中子 x 20 mB

锂-7
氦 x 2 B

氦 x 2 B、

流体中子 x 10 mB

氦 x 2 B、

流体中子 x 20 mB

氘 x 1 B、

氦 x 2 B

氦 x 3 B、

流体中子 x 10 mB

氦 x 3 B、

流体中子 x 20 mB


锂-6
氦 x 1 B、氚 * 1 B
氦 x 2 B

氦 x 2 B、

流体中子 x 10 mB

氢 x 1 B、

氦 x 2 B

氦 x 3 B


氦-3
氦 x 1 B
氢 x 1 B、氦 x 1 B

氢 x 1 B、氦 x 1 B、

流体中子 x 10 mB

氢 x 2 B、

氦 x 1 B





氦-3 x 1 B、

流体中子 x 10 mB

氦 x 1 B、

流体中子 x 10 mB

氦 x 1 B、

流体中子 x 20 mB






氦-3 x 1 B

氢 x 0.5B、氚 x 0.5B、

氦-3 x 0.5B、

流体中子 x 5 mB







氘 x 1 B






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