调试空转一次成功，令杜克信心大振，至少说明了比莱姆的这个设计在监控和自动化控制方面，没有多少的问题，等工程师们将整个设备再次全面检查一遍，重新进行一次空转调试成功，就可以真正投入核燃料进行实际运行了。
所以，要进行真正的运行，还需要耐心等几天时间，但是投入核反应的核燃料和杜克独有的催化剂、慢化剂、冷却剂和控制棒等材料都已经准备完成，等这边调试设备到万无一失，就可以真正投料。
空转调试成功，杜克拒绝了召开庆功宴的提议，在他看来，没有等到投料真正驱动发电设备发电成功，一切都只算是开端。
5天后，关键的时刻来了。
“监控系统启动！”随着杜克一声令下，主控室中的1号操作员启动了整个实验堆的监控系统，拉开了杜克的实验性反应堆第一次临界过程。
“报告，监控系统自检正常！”1号操作员报告道，“各个检测点处于工作状态。”
“控制系统检测正常！”
“传送系统检测正常！”
“回收系统检测正常！”
一阵此起彼伏的报告过后，看着巨型大屏幕上显示一切正常，杜克闭上眼睛，深吸了一口气，缓缓吐出来压抑了一下自己的激动心理后，沉声下令道：“投放1单位核燃料！”
1单位核燃料就是经过了严格得出来的实验堆最小输出功率10MW的用量。
7号核燃料投放操作员按下了投放确认键，大屏幕上，自动传送系统的自动机械手，将准备好的1单位核燃料从库房取出，然后送入传送带传入实验堆的堆芯。
“投放催化剂！”看到核燃料就位，杜克继续下令道，这种催化剂是杜克独家的发明创造，制造过程和配方现在也只有杜克才知道，这是杜克的核心研究成果，按照设计要求，投入催化剂后三十分钟内，实验堆就应该进入临界状态。
而只有进入了临界状态，才标志着杜克这座核反应堆正式启动进入运行状态，为机组并网发电和满功率运行奠定了坚实基础。
大屏幕上很快显示投放催化剂成功，一旁的倒计时开始了，时间开始在一分一秒地消逝着，杜克紧张的望着大屏幕，死死盯着那个临界反应的检查状态显示，不知不觉中手心都握出了一把冷汗。
实验核反应堆临界过程，非常类似常规火电站锅炉的点火过程。只有在进入了临界状态后，堆芯的原子核反应才进入自持式阶段，也就是启动真正的连续核反应，开始输出核裂变带来的巨大能量，为今后机组发电和满功率运行创造条件。
当然第一次临界后并不真正接驳发电设备直接发电，而是将进行零功率物理试验，验证堆芯性能、核仪表监测系统设备的可用性及堆芯装载的正确性，从而确保机组能够提升到功率运行状态。
杜克感觉倒计时的时间过得太慢了，就像一个老太太半天迈不开步一样，简直让人度日如年，十分钟后，检测中子的探测器显示，中子的密度在逐渐增加，同时反应堆内的温度开始快速攀升。杜克立刻感觉心开始提到嗓子眼了。
这些信息显示中核裂变开始进行了，因为当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。
链式反应将以热能的形式释放出巨大的能量，而使用合适的材料将这些热能导出，使之将外围的水变成水蒸气，就可以推动汽轮机进行发电。说起来这个过程非常简单，但是真正做到却很不容易。
首先要保证这个链式反应在人类的有效控制下持久的、在某种可控范围内进行下去，是非常难以控制的。
因为对于原子核裂变过程中会释放出新的中子，要想控制得当，确保这些中子可以继续去攻击原子核，保证核裂变反应不会停顿，这个操作是非常困难的。
只有核裂变产生出的新中子数量刚好满足反应堆继续裂变的需要，整个核反应堆才能处于一个稳定持续裂变状态，这个就是所谓的临界状态。
如果控制不当导致中子数过多，反应堆运行就会不稳定，严重时甚至有爆炸的危险；反之，如果中子数过少，裂变反应则会停下来。
中子探测器显示检测到的中子越来越多，显示裂变的铀235的原子核也越来越多，核心反应堆的温度开始攀升到800度。这时候导热系统开始工作，开始将导热系统外围的导入的海水变成水蒸气输出。
当倒计时到了28分钟，只听得一声清脆的提示声音，“反应堆进入临界状态！”这时候所有的人都开始欢呼起来。
这基本上标志中本次启动实验核反应堆，开始进入自持期！
也就是说，从现在开始，这个实验堆在目前这个条件下，可以持续不断运行下去了。
杜克虽然内心也很激动，但是却没有跟着大伙儿一起欢呼起来，他死死地盯着输出的空转水蒸气的气压强度。
按照比莱姆的设计说明来看，这个时候应该稳定的输出的二回路蒸汽压力为25兆帕，反应堆出口温度为510～550℃才对。但是此刻杜克看到的却远远不是这个指标，而是如同常规的反应堆那样，二回路蒸汽压力为6—7MPa，蒸汽的温度为275—290℃！
这就是意味着输出的功率远远低于了比莱姆设计的预期标准！
时间滴答滴答再度过去了10分钟，杜克看到这俩个指标还是没有明显的增加，心中的激动随着时间的消逝而逐渐淡去，接着变得越来越冷！
主控室中还在欢呼的人们好像发现了杜克的异常状态一一这是杜克设计的实验堆，有些指标值究竟是多少才算正常，不少人都不清楚。但是看着杜克越来越沉寂下来的面容，以及大屏幕上有两个一直提示是黄色的指标数值，仿佛像一场夏天的豪雨一般很快就浇灭了大家激动的心情。
“杜克博士，是不是输出功率同设计相比差距较大？”坐在杜克旁边的，是那位白发苍苍的十号工程首席专家朱云谦，他现在拿着杜克的实验堆各个简要指标说明表格，沉稳的问道。
“不错，正是输出功率不够”杜克的这些设计参数早已提供出来供大家评审过，虽然根本就瞒不住众人，杜克也不想瞒着谁。“按照现在的蒸汽气压和温度来看，最少比设计预期参数缩小了差不多5倍左右。”
对于杜克来说，这个是一个非常要命的事情，因为这就意味着原本预期能够提供至少增加20倍以上效率的实验堆，现在只能够增加4-5倍左右，虽然比起现在主流的核反应堆效率高，但是远远没有达到换代产品哪个程度。
说白了，从效率来说杜克这个堆，充其量只能够算得上是3代半水准，根本靠不上4代核反应堆的边。
“怎么会这样？比莱姆的设计为什么会出现这么大的偏差？究竟什么地方出现了问题？”一连串的问题不断地从杜克脑海中冒起，比莱姆的设计及相关模拟实验，杜克在麻省理工的泰坦II超级计算机上面做个模拟分析，基本上没有多大问题。
可是为什么现在开发成为实际运行的堆，中间效果相差这么远呢？
杜克陷入了沉思之中，连一边企图招呼他的朱云谦教授的话都没有听到。
看到杜克失魂落魄的样子，朱云谦知道一个狂热的研究人员在实验效果不如意情况下的痛苦，“杜克博士，虽然现在的效果不尽如人意，可是今天能够一次性临界成功，说明你的设计还是非常有效的。”
朱云谦安慰道。“现在是先将今天的实验进程先走完的时候，这个输出功率不足的问题，我们可以接下来通过记录的各项数据进行详细的研究。”
“胜败不过是兵家常事嘛。”
杜克悚然回过神来，有些尴尬地看着一脸关心的朱云谦教授，“谢谢朱教授，这个具体的原因，接下来我会调集各种数据进行彻底的分析的。”杜克诚心诚意地道谢道。朱云谦教授的话让他暂时从重挫中解脱出来。
现在的确不是伤心落泪的时候，自己一贯顺风顺水惯了，一时间连这点挫折都感觉有些HOLD不住了，这个的确是一个自我膨胀到了一种新的高度的具体表现。