核裂变的原理是什么(核电站的原理是核裂变还是核聚变)

核裂变的基本反应原理是什么?

磁场里高速流动的物质转化为金属态氢离子,金属态氢离子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同时释放电磁波——能量(爆炸)。

裂变不会产生电磁波,裂变是为聚变提供金属态氢离子。

熱核反应质量守恒,物质不会转化成能量;链式反应是冲击波层流里高速流动的物质转化的金属态氢离子聚合的新元素反复裂解为金属态氢离子产生了连续的爆炸。

核裂变的原理是什么(核电站的原理是核裂变还是核聚变)

1、核裂变又称核分裂是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235原子,从而形成链式反应。

2、原理:裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。从最重的元素一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以,重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来。

主要应用:

核电站和原子弹是核裂变能的两大应用,两者机制上的差异主要在于链式反应速度是否受到控制。核电站的关键设备是核反应堆,它相当于火电站的锅炉,受控的链式反应就在这里进行。核反应堆有多种类型,按引起裂变的中子能量可分为:热中子堆和快中子堆。

热中子的能量在0.1eV(电子伏特)左右,快中子能量平均在2eV左右。运行的是热中子堆,其中需要有慢化剂,通过它的原子与中子碰撞,将快中子慢化为热中子。慢化剂用的是水、重水或石墨。堆内还有载出热量的冷却剂,冷却剂有水、重水和氦等。

根据慢化剂和冷却剂和燃料不同,热中子堆可分为轻水堆(用轻水作慢化剂和冷却剂稍加浓铀作燃料)、重水堆(用重水作慢化剂和冷却剂稍加浓铀作燃料)和石墨水冷堆(石墨慢化,轻水冷却,稍加浓铀),轻水堆又分压水堆和沸水堆。

核电厂发电是用核裂变还是核聚变,为什么?

1.目前人类的核电站都是核裂变的,可控核聚变技术走向成熟乃至商用还有很长的路要走,目前的说法是,实现核聚变发电总是在100年之后。人类现有能源还没有到捉襟见肘的地步减缓了核聚变技术的推进发展。

2.目前所有商用核电站都是利用核裂变。

以压水堆为例,铀裂变释放的能量,以热能形式传递给水,水受热变为蒸气,来推动汽轮机,从而发电。

目前聚变还没有商用,因为它的巨大能量和广阔前景,全世界都在积极研究,国际合作组织ITER就是例子。

3.从理论上说,核反应有两种方式:聚核反应和裂核反应。

聚核反应就是氢的同位素氘(重氢)通过原子核聚合后生成氚(超重氢),故而也可称为“氘→氚聚核反应”,大家最熟悉的太阳内部就是这种聚核反应。所以我们把人类可控的“氘-氚聚核反应”又叫作“人造太阳”,这种技术还处在试验的中级阶段,到实际应用可能还需要30年左右。

裂核反应,也就是我们通常说的“原子弹”的反应方式,它是由铀或钚的原子核发生裂变(分裂)而释放出超高能量的过程。我们现在的所有核电站都是用这种核裂变能量发电的,它具有如下优点和缺点:

一、优点:

1.??核能发电不像“热电厂”那样排放大量的污染物质,如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉尘等,进入大气,对环境造成严重污染。因此“核电”不会造成空气污染。

2.??由于“核电”不排放二氧化碳,所以不会加重地球温室效应。

3.??“核电”所使用的铀或钚除了发电外目前还没有其他的用途,故可分担部分地球资源紧张的压力。

4.??铀或钚等核燃料的能量密度比化石燃料高几百万倍,故核燃料体积小,运输与储存都很方便,运输、储存成本低。

5.??“核电”成本中,燃料成本的占比较低,它的成本主要是技术防护和安全措施成本。

二、缺点:

铀或钚等核燃料都具有强烈的放射线,所以核电厂周围或多或少都存在放射性污染,但这可以从技术上将其控制在“安全放射当量”的范围内,正常情况不会对周围生物造成较大影响。问题的关键在于“失控”后的危害是毁灭性的、长期的(至少50年以上)。

就目前的经验,其失控方式主要有如下4种:

1.??技术失败,如日本的“福岛核泄漏”所造成的危害是有目共睹的。

2.??自然灾害,如8级以上的地震、海啸、小天体撞击等,都可能对核电厂造成破坏从而造成核泄漏。如日本的“福岛核泄漏”除技术原因外,海啸也起到了推波助澜的作用。

3.??战争,当战争进入到你死我活的地步时,敌方最容易想到的就是攻击你的核电厂,一可以瘫痪你的能源系统,打击你的经济和居民正常生活;二可以引起核泄漏甚至核爆炸,直接造成你的人员伤亡和永久性危害。

4.??使用、维护不当,如俄罗斯(前苏联)的“切尔诺贝利核事故”所造成的危害也是有目共睹的。

??那么,有没有既具有上述优点又可避免上述缺点的技术呢?答案是肯定的。

那就是以《喙轮全热动力发动机》为核心的、利用空气或水含太阳能的动力系统,其技术成本只有“核电”的十分之一。

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