核电论文参考文献

1、http:/ 搜集整理搜集整理核反应堆的物理基础n原子内部特性n核裂变原理n核聚变原理原子原子的尺寸：10-10m原子核的尺寸：10-15m电子质子中子原子核132质量数质子数中子数=质量数-质子数电子电子 m me e = 9.1= 9.11010-31-31 kg kg = 5.48 = 5.481010-4 -4 u = 0.511 mev/cu = 0.511 mev/c2 2质子质子 m mp p = 1.007276 u = 938.256 mev/c= 1.007276 u = 938.256 mev/c2 2中子中子 m mn n = 1.008665 u = 939.550

2、mev/c= 1.008665 u = 939.550 mev/c2 2 同一个元素家族，带有不同的中子数，就是同位素。 同位素具有相同的化学特性，但可能有不同的物理特性 同位素中有的会放出射线，称为放射性同位素或放射性核素，其余叫做稳定同位素1h2h3h氘氚235u238u233u1322d3t1h核反应与化学反应的区别n核反应吸收或释放出来的能量要比化学反应吸收或释放出来的能量大得多，例如，一个铀原子放射出射线的能量比一个碳原于燃烧释放出来的能量几乎大100万倍。 n核反应只涉及原子核，而与电子无关。n碳原子的核特性是相同的，无论是纯净的碳还是碳与其他元素的化合物（二氧化碳、石蜡、碳氢化合

3、物等）。n中子俘获 用中子作“炮弹”去轰击原子核，即中子挤进原子核的过程n中子核反应 （n，）反应 （n，p ）反应 （n，）反应 （n，n）反应 （n，2n）反应 （n，f）反应质子中子粒子，氦原子核n核力具有短程强相互作用的能力n它比电磁相互作用强130倍左右，作用距离只在邻近核子之间 原子核的尺寸：10-15m原子的尺寸：10-10mn爱因斯坦指出： 质量只是物质存在的形质量只是物质存在的形式之一式之一 另一种形式就是能量另一种形式就是能量n能量和质量的简单关系： e=mc2质量能量n原子核的质量，不等于核内中于和质子质量之和。n单个核子组成原子核时，由于核子间强大的核力作用，迫使核子相

4、互强力碰撞而紧紧地结合时，发生了质量溅射n核子在结合形成原子核前后的质量差值，称为质量亏损质量亏损n按质能方程，这部分质量就对应于核子在结合时放出的能量，称为原子核的结合能结合能aoafe平均给合能defbcn自发裂变:无需外界作用，就有自发分裂的趋势。自然界中某些质量数很大的原子核，如铀-236，有自发裂变的现象。n诱发裂变：在中子轰击下发生的裂变。 n链式裂变反应：裂变过程中，有中子释放出来，这样就可能形成链式的裂变反应，从而源源不断地产生核能。铀-235,平均每次裂变放出2.42.4个中子，同时放出大约200200兆兆电子伏电子伏的能量 图2-7 液滴裂变机制示意图原子核液滴分裂模型原子

5、核液滴分裂模型裂变临界能核裂变是中子轰击原子核，原子核接受中子后变得不稳不稳定定，从而分裂。 复合核从变形到分裂需要能量，所需的最小能量称为裂裂变临界能量变临界能量。 易裂变的材料外部入射的自由中子材料的裂变临界能量小于入射中子的能量复合核复合核天然铀天然铀upathnth23392233912339023290punpunu23994239932399223892 n定义：在铀-235裂变反应时，会形成60余种不同的碎片，通过衰变产生约250种不同的核素，称为裂变产物 n铀-235的裂变产物质量数分布概率曲线呈现出两个明显的峰，分别位于质量数为65和140附近n铀-233和钚-239的裂变产

6、物质量数分布概率曲线与铀-235的十分接近反应堆能实现控制的决定性条件！快中子（快中子（0.1mev）99.3%99.3%瞬发中子瞬发中子0.65%0.65%缓发中子缓发中子慢中子慢中子(0.1ev) 裂变后几分钟几小时内逐渐释放出来 平均能量约在0.5兆电子伏左右n反应前后的质量 nbakrunu21395645362369223592裂变前裂变前质量质量(u)裂变后裂变后质量质量(u)235u235. .12495kr94. .945n1. .00867139ba138. .9552n2. .01734总计总计236. .13267235. .917质量亏损质量亏损：236.132 67-

7、235.9170.215（u）n一个铀-235核裂变方式产生的能量 己知1u的总能量为931兆电子伏 0.215931=200（兆电子伏）n裂变能的存在形式 裂变能的大部分（约80）是以碎片动能的形式出现的。它们很快被周围的介质减速，将能量逐步交给介质。 约有20的能量由瞬时射线和中子带走。其余的能量随着裂变产物的放射性衰变，通过和辐射的形式逐渐放出。n1克铀-235核裂变释放的能量 1克铀-235的原子数为： 6.0231023235.14=2.5621021 1克铀-235核全部裂变时，释放出的总能量为：5.131023兆电子伏，它相当于8107千焦热量，而燃烧1克标准煤平均只能得到29千

8、焦的热量n铀235裂变释放出的能量比燃烧煤大270万倍比较比较 : 裂变能裂变能 n + 235u x + y+ e 200 mev 化学能化学能 c + o2 co2 + e 4 ev 汽油与氧的爆炸，一个分子释放汽油与氧的爆炸，一个分子释放 40-50 ev tnt 爆炸自身释放能量，每个分子爆炸自身释放能量，每个分子 30 evn自持式链式裂变反应自持式链式裂变反应 核爆炸原理 每次反应产生2.5个中子引起下次反应 n可控链式裂变反应可控链式裂变反应 核电厂反应堆原理 控制发生裂变的中子数 ，控制反应速度 如何才能使链式反应不变成原子弹似的在瞬间倍增，而是维持不变的核反应速率？必须保证每

9、次裂变放出的中子只有一个用于其它核素的裂变办法是：设法用非裂变方法将裂变放出的多余中子抢走一定要维持一定量的中一定量的中子数子数，才能保证链式反应延续中子的产生其它材料中子的吸收结构材料裂变材料临界体临界体积积核电站主控室只有使用更大的力才能使两者互相接近库仑力只有当两个原子核相互接近达到约万亿分之三毫米时核力核力才能起作用，氢的各种同位素的质子数最少，所以互相间静电斥力最小最小，在人工的条件下最容易聚变最容易聚变。氘氘氚氚氦氦中子中子10423121nhehhn定义：由两个轻核聚合成一个原子核同时释放出巨大能量的过程称为原子核的核聚变，又称为热核反应。 n结合能：计算表明，将两个氘核聚合成一个氦-4核时，可以释放出约20兆电子伏的聚合能，这比相同质量的铀核分裂所放出的能量大4.7倍。 n一些较轻的原子核，如氢、氘、氚等最容易释放出聚变能。例如氘氚反应是最有希望的一种聚变反应：nhehh423121ev102.48+20n+hhe+heh5 ev101.76+10n+hehh+