原子學(xué)說(shuō)的起源
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認(rèn)識(shí)原子及核能
二戰(zhàn)期間核動(dòng)態(tài)
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核能的有效利用
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快堆與原子彈的區(qū)別

  原子彈和作為核電站用的快堆,雖然都沒(méi)有慢化劑,而且都是用快中子引發(fā)裂變,但有一系列原則上的差別:

  第一,原子彈使用钚或高濃鈾,鈾-238的量沒(méi)有或者很少。而快堆中鈾-238很多。鈾-238俘獲中子后大多不會(huì)裂變,它要轉(zhuǎn)化為钚-239后才易裂變。經(jīng)過(guò)這道轉(zhuǎn)換后,作為核電站用的快堆的能量釋放速度,就受到極大限制。

  第二,原子彈內(nèi)與裂變無(wú)關(guān)的材料少。而快堆為了維持長(zhǎng)期運(yùn)行,并將堆內(nèi)原子核裂變產(chǎn)生的熱送出來(lái),堆內(nèi)有大量的結(jié)構(gòu)材料和冷卻劑。它們的存在既增加了中子的吸收,又使中子的速度有一定程度的慢化,延長(zhǎng)了中子存在時(shí)間。這是限制核電站用的快堆功率增長(zhǎng)速度的另一個(gè)因素。

  第三,原子彈采用高效炸藥的聚心爆炸,使核燃料很快密集在一起,將鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的規(guī)模急劇擴(kuò)大,也就是我們說(shuō)的達(dá)到瞬發(fā)超臨界狀態(tài);而作為核電站用的快堆,只要一達(dá)到瞬發(fā)臨界,堆芯很快就會(huì)散開(kāi),難以維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。目前的控制手段,已可以保證快堆不至于達(dá)到瞬發(fā)臨界。

  第四,原子彈的裝料超過(guò)維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所需的量多,而快堆的裝料僅僅稍微多于維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的需要,并有負(fù)反饋效應(yīng)——有抑制作用的效應(yīng)。

  由于這些原因,快堆不可能像原子彈那樣爆炸。

新世紀(jì)原子能院  為了進(jìn)一步說(shuō)明問(wèn)題,我們所謂熱中子是指能量為1電子伏以下的中子。鈾-235吸收中子裂變時(shí),放出的中子是能量為2兆電子伏特的快中子。在熱中子堆中,幾乎所有的裂變都是由熱中子引起的。為了實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)有兩種方法:其一是提高鈾中鈾-235的濃度,使快中子引起的裂變能持續(xù)進(jìn)行下去,這就是快中子堆的原理;另一種方法是用水、石墨等作慢化劑,把快中子慢化為熱中子鈾-235對(duì)熱中子的裂變幾率大,對(duì)低濃度鈾也可使裂變反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去,這就是熱中子反應(yīng)堆的原理。

  在新的世紀(jì),原子能院將以中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆、中國(guó)先進(jìn)研究堆、串列加速器升級(jí)工程和放化后處理實(shí)驗(yàn)室四大工程為支柱,發(fā)揮多學(xué)科的綜合優(yōu)勢(shì),建成一流的核科研基地。

快堆增大核燃料利用率  快堆中間回路及增殖比

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