科学故事反应堆冷装置

Posted 2022-01-02

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    败中的成功
    在原子反应堆的中心，有极大量的热生成。为了及时输出大量的热能，今天，世界各地很多原子反应堆中都有一台磁泵，来驱动液态金属钠通过反应堆“心脏”部位，以冷却原子反应堆。殊不知这一套反应堆冷却系统，却是爱因斯坦和齐拉特所设计的一种不成功的冰箱遗留下的产物。这段鲜为人知的发明轶事，还得从头说起。 1928年前，德国伯林的报纸上发了一则短讯。那则消息说，柏林有一家人因他们新购置的冰箱有泄露问题而在一夜之间惨遭不幸。在那时冷冻技术还是较原始的“高科技”，所采用的制冷剂如氨水，都是有毒害性质的物质。
    这则新闻被漫游柏林的匈牙利学者齐拉特看到了。后来在咖啡馆里他同一块喝咖啡的爱因斯坦说起了这件事，并想同爱因斯坦一块设计发明一种安全的新型冰箱。
    爱因斯坦本世纪初曾在波恩专利局当审查员，他的工作就是审查其他许多人千奇百怪的想法。爱因坦觉得齐拉特的想法很有意义。于是，两位大物理学家放下各自的研究工作，把自己的思考目标瞄准了厨房，而不是宇宙，这不啻是稀奇的一段往事，然而他二人都十分认真地对待这项发明。1928年圣诞节前夜，他们在英国申请了专利。
    他们设计的冰箱也是用常规冷冻管构成，但在管内流动的制冷剂不是那些诸如杀死柏林一家人的氨水之类挥发性液体，而是液态金属或者是极其微细的悬浮金属颗粒，他们称为“有质动力”。从基础原理来看，这种金属是在磁力的作用下平静流动的。他们所设计的实际上是最早期的磁泵之一。
    他们花了数月的时间致力于这个项目。一家德国电器公司， AEG 公司出于对爱因斯坦名望的崇拜，请求允许他们公司来制造一台爱因斯坦和齐拉特设计的冰箱，同时聘用齐拉特作为自己公司的顾问。
    然而，他们设计的冰箱样机噪音很大，以致无法推广应用，最终夭折于AEG公司。
    爱因斯坦和齐拉特并没有灰心，他们继续试验。到1931年，总共提出了29项专利申请，其中大部分是关于冷冻技术和磁泵方面的。但30年代的政治动荡和第二次世界大战爆发，使他们的试验工作无法继续下去。爱因斯坦同许多科学家一起流亡美国。齐拉特也在英国致力于帮助匈牙利难民的工作。直到1938年，他们才先后会聚于美国。然而，此时物理学的研究重心已转移到核能问题的探索上。为此齐拉特曾同爱因斯坦一起向美国总统罗斯福写信，请求利用核裂变原理制造原子弹。
    1942年，费米和他的试验小组在芝加哥建立了世界上第一个核反应堆。齐拉特在这里工作了一段时间。在反应堆的核心之处，有极大量的热生成，而这些热量却毫无用处。齐拉特当时就在研究怎样处理这大量的热能。突然他又回忆起了在德国AEG公司里的那台噪音极大的冰箱来，那可是一个十分理想的热泵。经过对其进行改造，配以更为先进的马达，便消除了噪音，能够安全静静地运行了。
    这真是失之于东隅，得之于桑榆。齐拉特移花接木式的发明终于使自己和爱因斯坦的智慧和汗水放射出了光华。

科学故事 反应堆冷装置

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