核動力航母的核反應(yīng)堆是聚變還是裂變
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 08:12:09
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核動力航母的核反應(yīng)堆是聚變還是裂變【專家解說】:是核裂變,不僅僅航母,目前世界上所有的用于發(fā)電或者軍事的核反應(yīng)堆都是核裂變,核聚變僅在試驗室中存在模型,核專家們還沒有解決它的安全使
【專家解說】:是核裂變,不僅僅航母,目前世界上所有的用于發(fā)電或者軍事的核反應(yīng)堆都是核裂變,核聚變僅在試驗室中存在模型,核專家們還沒有解決它的安全使用這一難題。
更廣泛的意義上講,反應(yīng)堆這一術(shù)語應(yīng)覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆,但一般情況下僅指裂變堆。
核反應(yīng)堆的工作原理是這樣的:
原子由原子核與核外電子組成。原子核由質(zhì)子與中子組成。當鈾235的原子核受到外來中子轟擊時,一個原子核會吸收一個中子分裂成兩個質(zhì)量較小的原子核,同時放出2—3個中子。這裂變產(chǎn)生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核,引起新的裂變。如此持續(xù)進行就是裂變的鏈式反應(yīng)。鏈式反應(yīng)產(chǎn)生大量熱能。用循環(huán)水(或其他物質(zhì))帶走熱量才能避免反應(yīng)堆因過熱燒毀。導(dǎo)出的熱量可以使水變成水蒸氣,推動氣輪機發(fā)電。由此可知,核反應(yīng)堆最基本的組成是裂變原子核+熱載體。但是只有這兩項是不能工作的。因為,高速中子會大量飛散,這就需要使中子減速增加與原子核碰撞的機會;核反應(yīng)堆要依人的意愿決定工作狀態(tài),這就要有控制設(shè)施;鈾及裂變產(chǎn)物都有強放射性,會對人造成傷害,因此必須有可靠的防護措施。綜上所述,核反應(yīng)堆的合理結(jié)構(gòu)應(yīng)該是:核燃料+慢化劑+熱載體+控制設(shè)施+防護裝置。
還需要說明的是,鈾礦石不能直接做核燃料。鈾礦石要經(jīng)過精選、碾碎、酸浸、濃縮等程序,制成有一定鈾含量、一定幾何形狀的鈾棒才能參與反應(yīng)堆工作。
核聚變
核聚變是指由質(zhì)量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發(fā)生原子核互相聚合作用,生成新的質(zhì)量更重的原子核,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發(fā)光發(fā)熱的能量來源。
相比核裂變,核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環(huán)境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,來源幾乎取之不盡,是理想的能源方式。
目前人類已經(jīng)可以實現(xiàn)不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規(guī)模,實現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出??茖W家正努力研究如何控制核聚變,但是現(xiàn)在看來還有很長的路要走。
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