主题:核技术
核技术主题
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/Radioactive.svg/150px-Radioactive.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/54/Flag_of_IAEA.svg/250px-Flag_of_IAEA.svg.png)
核技术是涉及原子核核反应的技术。 其中值得注意的核技术包括核反应堆,核医学和核武器。 除此之外,它还用于烟雾探测器和枪支瞄准具等等其他应用。
核能是利用释放核能产生热量的核反应,然后最常用于蒸汽轮机以在核电厂中发电。 作为核技术,核能可以从核裂变,放射性衰变,和核聚变反应中获得。
目前,核电的绝大部分电力来自铀和钚的核裂变。 核衰变过程用于小众应用,例如放射性同位素热电机(RTG)。 聚变能发电仍然是国际研究的焦点。 本文主要讨论用于核裂变发电。
2017年,民用核电供电量为2,488太瓦时(TWh),相当于全球总发电量的10%左右。 截至2018年4月,全世界有449个民用核裂变反应堆,总电力为394吉瓦(GW)。 截至2018年,58座核电站反应堆正在建设,154座反应堆计划建造,总装机容量分别为63 GW和157 GW。 截至2019年1月,共提议337个反应堆。 大多数正在建造的反应堆是亚洲的第三代反应堆。
特色条目
重核原子经中子撞击后,分裂成为两个较轻的原子,同时释放出数个中子,并且以伽马射线的方式释放光子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子,从而形成链式反应而自发分裂。原子核分裂时除放出中子还会放出热,核电厂用以发电的能量即来源于此。因此核裂变产物的结合能需大于反应物的的结合能。
核裂变会将化学元素变成另一种化学元素,因此核裂变也是核迁变的一种。所形成的二个原子质量会有些差异,以常见的可裂变物质同位素而言,形成二个原子的质量比约为3:2。大部分的核裂变会形成二个原子,偶尔会有形成三个原子的核裂变,称为三分裂变,大约每一千次会出现二至四次,其中形成的最小产物大小介于质子和氩原子核之间。
现代的核裂变多半是刻意产生,由中子撞击引发的人造核反应,偶尔会有自发性的,因放射性衰变产生的核裂变,后者不需要中子的引发,特别会出现在一些质量数非常高的同位素,其产物的组成有相当的几率性甚至混沌性,和质子发射、α衰变、集群衰变等单纯由量子穿隧产生的裂变不同,后面这些裂变每次都会产生相同的产物。原子弹以及核电站的能量来源都是核裂变。核燃料是指一物质当中子撞击引发核裂变时也会释放中子,因此可以产生链式反应,使核裂变持续进行。在核电站中,其能量产生速率控制在一个较小的速率,而在原子弹中能量以非常快速不受控制的方式释放。
由于每次核分裂释放出的中子数量大于一个,因此若对链式反应不加以控制,同时发生的核分裂数目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够多,将会瞬间释放大量的能量。原子弹便应用了核分裂的这种特性。制成原子弹所使用的重核含量,需要在90%以上。
核能发电应用中所使用的核燃料,铀-235的含量通常很低,大约在3%到5%,因此不会产生核爆。但核电厂仍需要对反应堆中的中子数量加以控制,以防止功率过高造成炉心熔毁的事故。通常会在反应堆的慢化剂中添加硼,并使用控制棒吸收燃料棒中的中子以控制核分裂速度。从镉以后的所有元素都能分裂。
核分裂时,大部分的分裂中子均是一分裂就立即释出,称为瞬发中子,少部分则在之后(一至数十秒)才释出,称为延迟中子。
特色图片
![NS(核动力船舶)萨凡纳号,第一个商用核动力货船,前往在西雅图的世界博览会的途中。](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/dc/NSsavannah-1962.jpg/400px-NSsavannah-1962.jpg)
NS(核动力船舶)萨凡纳号在金门大桥下经过,1962年
你知道吗
话题
Wikimedia
进入以下维基媒体计划可获取更多相关信息: