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核反應堆的用途

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核反應堆的用途
核裂變時(shí)既釋放出大量能量、又釋放出大量中子。核反應堆有許多用途,但歸結起來(lái),-是利用裂變核能,二是利用裂變中子。 
核能主要用于發(fā)電,但它在其它方面也有廣泛的應用。例如核能供熱、核動(dòng)力等。 
核能供熱是廿世紀八十年代才發(fā)展起來(lái)的一項新技術(shù),這是一種經(jīng)濟、安全、清潔的熱源,因而在世界上受到廣泛重視。在能源結構上,用于低溫(如供暖等)的熱源,占總熱耗量的一半左右,這部分熱多由直接燃煤取得,因而給環(huán)境造成嚴重污染。在我國能源結構中,近70%的能量是以熱能形式消耗的,而其中約60%是120℃以下的低溫熱能,所以發(fā)展核反應堆低溫供熱,對緩解供應和運輸緊張、凈化環(huán)境、減少污染等方面都有十分重要的意義。核供熱是一種前途遠大的核能利用方式。核供熱不僅可用于居民冬季采暖,也可用于工業(yè)供熱。特別是高溫氣冷堆可以提供高溫熱源,能用于煤的氣化、煉鐵等耗熱巨大的行業(yè)。核能既然可以用來(lái)供熱、也一定可以用來(lái)制冷。清華大學(xué)在五兆瓦的低溫供熱堆上已經(jīng)進(jìn)行過(guò)成功的試驗。核供熱的另一個(gè)潛在的大用途是海水淡化。在各種海水淡化方案中,采用核供熱是經(jīng)濟性最好的一種。在中東、北非地區,由于缺乏淡水,海水淡化的需求是很大的。 

日本近海3月11日發(fā)生了強烈地震,首都東京震感強烈。日本氣象廳隨即發(fā)布了海嘯警報,稱(chēng)地震將引發(fā)約6米高海嘯。圖為茨城縣某停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛被倒塌的墻壁壓毀。
  中新網(wǎng)3月13日電 日本核泄漏危機13日傳出進(jìn)一步擴大的消息。日本原子能安全保安院13日稱(chēng),福島第一核電站目前面臨新的問(wèn)題,該電站第三反應堆緊急冷卻系統失靈,可能發(fā)生爆炸,急需采取冷卻措施。

核能又是一種具有獨特優(yōu)越性的動(dòng)力。因為它不需要空氣助燃,可作為地下、水中和太空缺乏空氣環(huán)境下的特殊動(dòng)力;又由于它少耗料、高能量,是一種一次裝料後可以長(cháng)時(shí)間供能的特殊動(dòng)力。例如,它可作為火箭、宇宙飛船、人造衛星、潛艇、航空母艦等的特殊動(dòng)力。將來(lái)核動(dòng)力可能會(huì )用于星際航行,F在人類(lèi)進(jìn)行的太空探索,還局限于太陽(yáng)系,故飛行器所需能量不大,用太陽(yáng)能電池就可以了。如要到太陽(yáng)系外其他星系探索,核動(dòng)力恐怕是唯一的選擇。美、俄等國-直在從事核動(dòng)力衛星的研究開(kāi)發(fā),旨在把發(fā)電能力達上百千瓦的發(fā)電設備裝在衛星上。由于有了大功率電源,衛星在通訊、軍事等方面的威力將大大增強。1997年10月15日美國宇航局發(fā)射的“卡西尼”號核動(dòng)力空間探測飛船,它要飛往土星,歷時(shí)7年,行程長(cháng)達35億公里漫長(cháng)的旅途。 
核動(dòng)力推進(jìn),目前主要用于核潛艇、核航空母艦和核破冰船。由于核能的能量密度大、只需要少量核燃料就能運行很長(cháng)時(shí)間,這在軍事上有很大優(yōu)越性。尤其是核裂變能的產(chǎn)生不需要氧氣,故核潛艇可在水下長(cháng)時(shí)間航行。正因為核動(dòng)力推進(jìn)有如此大的優(yōu)越性,故幾十年來(lái)全世界己制造的用于艦船推進(jìn)的核反應堆數目已達數百座、超過(guò)了核電站中的反應堆數目(當然其功率遠小于核電站反應堆),F在核航空母艦、核驅逐艦、核巡洋艦與核潛艇一起,已形成了一支強大的海上核力量。 
核反應堆的第二大用途就是利用鏈式裂變反應中放出的大量中子。這方面的用途是非常多的,我們這里僅舉少量幾個(gè)例子。我們知道,許多穩定的元素的原子核如果再吸收一個(gè)中子就會(huì )變成一種放射性同位素。因此反應堆可用來(lái)大量生產(chǎn)各種放射性同位素。放射性同位素在工業(yè)、農業(yè)、醫學(xué)上的廣泛用途現在幾乎是盡人皆知的了。還有,現在工業(yè)、醫學(xué)和科研中經(jīng)常需用一種帶有極微小孔洞的薄膜,用來(lái)過(guò)濾、去除溶液中的極細小的雜質(zhì)或細菌之類(lèi)。在反應堆中用中子轟擊薄膜材料可以生成極微小的孔洞,達到上述技術(shù)要求。利用反應堆中的中子還可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)半導體材料。我們知道在單晶硅中必須摻入少量其他材料,才能變成半導體,例如摻入磷元素。一般是采用擴散方法,在爐子里讓磷蒸汽通過(guò)硅片表面滲進(jìn)去。但這樣做效果不是太理想,硅中磷的濃度不均勻,表面濃度高里面濃變低,F在可采用中子摻雜技術(shù)。把單晶硅放在反應堆里受中子輻照,硅俘獲一個(gè)中子後,經(jīng)衰變後就變成了磷。由于中子不帶電、很容易進(jìn)入硅片的內部,故這種辦法生產(chǎn)的硅半導體性質(zhì)優(yōu)良。利用反應堆產(chǎn)生的中子可以治療癌癥。因為許多癌組織對于硼元素有較多的吸收,而且硼又有很強的吸收中子能力。硼被癌組織吸收後,經(jīng)中子照射,硼會(huì )變成鋰并放出α射線(xiàn)。α射線(xiàn)可以有效殺死癌細胞,治療效果要比從外部用γ射線(xiàn)照射好得多。反應堆里的中子還可用于中子照相或者說(shuō)中子成像。中子易于被輕物質(zhì)散射,故中子照相用于檢查輕物質(zhì)(例如炸藥、毒品等)特別有效,如果用χ光或超聲成像則檢查不出來(lái)。

發(fā)布人:2011/3/14 10:08:001528 發(fā)布時(shí)間:2011/3/14 10:08:00 此新聞已被瀏覽:1528次