我要投搞

标签云

收藏小站

爱尚经典语录、名言、句子、散文、日志、唯美图片

当前位置:在线斗牛棋牌 > 放射性衰变 >

为什么说铀235可能会用完?

归档日期:07-07       文本归类:放射性衰变      文章编辑:爱尚语录

  引发核裂变需要中子,然而并不是随便一个中子都会与核燃料发生裂变。这些中子的能量是不同的。低能的中子一般称作热中子,它与U235发生裂变的截面(概率)大。易于同热中子发生裂变的还有Pu239和U233。核电站当然可以用Pu239,但钚239是自然界中不存在的,它是一种人造放射性核素,U233也是如此。需要人工制备的放射性核素比天然的当然要多很多工序,不易获得,而天然存在的U235,就理所当然的被核电站广泛使用。然而U235在自然界中比较稀少,自然界中99.27%的铀都是238,U235的含量只有0.7%左右。U238可以生产Pu239,用来生产Pu239需要专门设计的增殖反应堆,将高能量的快中子打入铀238中。这种快中子反应堆也是下一代人类要学习掌握的核能技术,但在工程实际应用上面有许多难题,如高能的中子对设备的照射时设备的损伤辐射外泄、在生产Pu239过程中产生的放射性废物处理、以及可能牵扯到Pu239扩散引发的政治担忧等,都有待解决。加拿大candu堆使用重水来做减速剂、还有早期用石墨来减速的石墨堆,使用的都是天然铀,而现在的轻水堆用的都是U235富集度2%-3%的铀燃料。这是由于中子源发射出的快中子需要在慢化剂中减速,变成热中子后才能与天然铀中的U235发生裂变,快中子在不同材料中的减速效果是不一样的,如氕元素减速效果最好,但氕元素会吸收中子,氘元素减速效果略差,但它吸收中子较少。通过计算之后的安排燃料的布置,可以做到在天然铀中实现可持续的链式裂变。

  首先,u8u9pu9是这么一个过程,其中主要的是u8到u9这一步,但u8变u9的反应截面(就是发生反应的概率)分布是不均衡的,快(高能)中子截面大,热(低能)中子截面小。说的通俗点就是中子飞得越快,它越容易将u8变成u9。而现在的电站用的都是热中子堆,反应堆中为了让新生的快中子快速慢下来加入了大量的慢化剂(u5裂变主要靠热中子),所以快中子的寿命都很短,只有少部分可以使u8变u9。至于为什么都是热堆而不用快堆呢?高赞答案已经说得比较明白了,这里就不再赘述。其次,至于candu那用的是天然u,但也只能利用u5。它之所以能用天然u,是因为它是用重水做慢化剂的,而重水的慢化吸收比很好,可以使快中子更多更好地变成热中子(给u8的就更少了),这样使得很少的u5就能达到临界。最后,要想解决这个问题呢,快堆是很好的解决方法,还有就是聚变裂变混合堆了,聚变外面包一层裂变,充分利用聚变多余的中子,和裂变多余的辐照,两全其美。当然,这还得看聚变啥时候能实现了。

本文链接:http://shmmy.com/fangshexingshuaibian/215.html