核能今朝是人类能源布局中比力主要的构成部门,是一种高效、无污染的洁净能源,尤其是核聚变反映在供给庞大能量的同时,所生当作的核废料也很是平安 。
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如氦、氧或碳这些元素均是低质量元素,在天然界十分遍及,也是组成生命的根本物质,原子核十分不变,没有辐射危险 。
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可是今朝全宿世界的核电站无法进行可控的核聚变反映,因为无法达到能量的出入均衡,是以利用的是将重元素铀235裂酿成轻元素来供给能量 。
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铀元素的天然同位素中包罗铀234、铀235、铀238,且天然状况下的富含量差别庞大,此中铀238占了99.275%,铀235只有0.72%,铀234更是少的可怜,只有0.006% 。
我们为了获得纯度较高的铀235供核电站,甚至是核兵器利用,必需颠末提纯将铀矿中的其他同位素分手出去,这个过程称为铀浓缩,难度很是大 。
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那为什么我们要利用含量相对稀少的铀235作为裂变的原料呢?这是因为只有铀235可以在慢中子轰击的过程中不变的裂变下去,其他的重元素想要发生裂变,必需要有快中子才能持续的进行下去 。
而核裂变反映的过程中,生当作的中子能量相对较低为慢中子,是以其他的重元素固然一起头可以裂变,可是半途会因为能量不足导致裂变遏制 。
这就像您点燃一个湿木头,起头时确是可以点燃,可是烧着烧着本身就灭了 。
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在核裂变过程中所生当作的核废猜中包含了很多放射性元素,如铀238、钍232、未烧完的和新生当作的易裂变材料钚239、铀235或铀233以及核燃料在裂变过程中发生的镎、镅、锔等超铀元素 。
重元素的放射性一般说的是这些元素的原子核会自觉的发生衰变,并释放出能量较高的粒子,从而改变为质量更低的原子核,不管是哪种元素发生衰变,本家儿要有以下三种路子:
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α衰变,原子核会释放出一个α粒子(两个质子和两个中子,也就是氦核),改变为质量更低的元素 。
α粒子的质量大且为中性,活动速度慢,穿透能力极弱,几厘米厚的空气就可以将α粒子接收,一张纸也可以反对α粒子 。 是以这样的粒子对人体并不危险 。
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β衰变,这种衰变形式由弱力节制,原子核中的质子和中子经由过程释放正电子、电子中微子和电子、反电子中微子互相改变的一个过程,此中中微子对人体无害 。
释放出来的电子具有很高的能量且带电荷,具有较强的穿透性,可以穿透数毫米厚的铝板,当然也会对人体发生电离危险 。
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γ衰变,在这三种衰变中γ射线也就是高能光子的穿透能力最强,需要用铅块、混凝土才可以反对住,当然也会对人体的危险最大 。
当原子核颠末α衰变或者β衰变今后,新生当作的原子核会处于激发态,当激发态的原子核改变为基态时就会释放出高能光子 。
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