这根金属管被称为燃料包壳。

包壳的要求苛刻到了极点。

首先，它必须在三百多度的高温、一百五十个大气压的强腐蚀性水流冲刷下，保持几万小时不破裂。

其次，它必须能够承受内部核裂变产生的放射性气体膨胀压力。

最致命的要求是核物理层面的：这种金属必须具有极低的热中子吸收截面。

如果包壳材料吸收了过多的中子，链式反应就会因为中子匮乏而停止。

普通的碳钢在高温高压水下会迅速生锈腐蚀。

大西北冶金部尝试了高强度的奥氏体不锈钢。

【冶金测试日志：不锈钢包壳材料】

“将不锈钢样管置入模拟堆芯高温高压水环境中，持续运行五百小时。

表面抗腐蚀性良好。

结构强度维持在设计阈值。”

“进入中子通量测试环节。”

“结果：失败。

不锈钢中含有的铁、镍、铬元素，其热中子吸收截面过大。

大量维持链式反应的慢中子被管壁吸收。

导致反应堆必须使用丰度极高的高浓缩铀才能维持临界，经济性破产。”

工程师们又尝试了金属铝。

铝的中子吸收率极低。

【冶金测试日志：铝合金包壳材料】

“铝合金热中子吸收截面测试合格。”

“进入高温高压水物理冲击测试。”

“结果：失败。

在三百摄氏度的高温水流中，铝的晶格结构发生严重软化。

水分子与铝发生剧烈的化学反应，生成氧化铝和氢气。

包壳在几个小时内被腐蚀穿透，模拟核燃料发生大规模泄漏。”

不锈钢吃中子，铝怕高温水。

材料科学库似乎走到了尽头。

就在工程陷入停滞时，西京物理研究院的稀有金属分离实验室，将目光投向了元素周期表上一个冷门的过渡金属——锆。

锆的熔点高达一千八百五十度，在高温水中表面会形成一层致密的氧化锆钝化膜，抗腐蚀性能无与伦比。

更关键的是，纯净的锆，其热中子吸收截面极小，几乎对中子完全透明。

它是大自然为核反应堆量身定制的完美材料。

但大自然也开了一个残酷的玩笑。

在自然界中，锆矿石里永远伴生着大约百分之一到百分之三的另一种元素——铪。

铪的化学性质与锆几乎完全相同，无论是原子半径还是外层电子排布都高度一致。

在常规的化学提纯中，它们就像连体婴儿一样无法分离。

但铪的核物理性质却与锆截然相反。

铪是一个贪婪的中子吸收器。

即使锆金属中只含有百分之零点一的铪，这根燃料棒包壳就会变成一根熄灭反应堆的控制棒。

必须将铪从锆中彻底剥离，将其纯度降低到百万分之一以下。
本章未完，请翻下一页继续阅读.........