核电厂系统与设备01章补充

《核电厂系统与设备01章补充》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、补充裂变反应9/18/20211自发裂变自发裂变是原子核在没有受到外界激发下而自行分裂的过程，它是一种特殊类型的核衰变。这个现象是由前苏联物理学家弗廖洛夫和佩特扎克于1940年发现的。质量为中等以上的核，尤其是一些重元素，如铀-236，从能量的角度讲都具有自发裂变的可能性例如，在1克铀中每小时约有20个铀核会发生自发裂变，这对于反应堆的启动有明显的帮助9/18/20212中子裂变产生的中子快中子（>0.1Mev）99.3%瞬发中子0.65%缓发中子裂变后百万分之一秒左右放出能量约在1~2兆电子伏范围内，速度为14000~20000千米/秒慢中子(

2、<0.1ev)裂变后几分钟的时间内逐渐释放出来平均能量约在0.5兆电子伏左右9/18/20213定义两个原子核或一个原子核和一个粒子（如中子、γ光子等）接近到10－15米量级时，两者之间的相互作用所引起的各种变化过程称为核反应性质核反应所涉及的能量变化比一般的核衰变大得多，通常大于一个核子的结合能，可以高达100~1000兆电子伏，因而它是研究原子核高激发能级的重要手段核反应9/18/20214中子核反应（n，γ）反应（n，p）反应（n，α）反应（n，n）反应（n，2n）反应（n，f）反应质子中子α粒子，氦原子核裂变9/18/20215（n，γ）

3、反应中子辐射俘获反应例如113Cd（n，γ）114Cd当中子能量为0.176电子伏时，镉吸收中子的能力远远大于能量小于这个数值时的能力，即出现共振吸收因此经常采用镉作为吸收热中子的物质。在反应堆中常用镉作控制棒的材料，吸收中子以调节反应堆功率由于中子辐射俘获反应使原子核的中质比增大，反应产物常具有β－放射性，所以（n、γ）反应是人工制造β－放射性同位素的有效方法瞬间产物为靶核的同位素，因此对被辐射物质没有影响例如，利用铀-238中子辐射俘获反应，可以制造出核燃料钚9/18/20216出射粒子是质子例如14N（n，p）14C，3He（n，p）3H等

4、。产生杂质原子（n，p）反应使剩余核的中质比增加，中子过多，所以也是具有β－放射性的，例如上例中产生的剩余核碳-14就具有β－放射性由于出射粒子是质子，它除了需要足够大的分离能以外，还需要有相当大能量用来克服库仑位垒，所以一般慢中子引起这种反应的几率较小，重靶核发生这种反应的几率很小，而轻核的几率就比较大（n，p）反应9/18/20217出射粒子为氦核与（n，p）反应类似，慢中子引起重核的（n，α）反应的可能也很小，只有轻核才能发生（n，α）反应。例如：10B（n，α）7Li反应等，其热中子吸收截面很大，所以常利用硼-10和锂-6作为中子探测器，

5、利用含硼石蜡作为快中子的屏蔽材料。产生杂质原子（n，α）反应9/18/20218（n，n）反应就是中子与原子核的弹性散射，中子在散射后，运动方向和动能都发生了改变，靶核则受到反冲。中子与物质相撞，物质的质量数愈大，中子损失的能量愈小，这说明在防护中子辐照时，不能像防护γ射线那样选择重物质作屏蔽材料，而是要选择质量数较小的轻物质才行。（n，n）反应9/18/20219当入射中子的能量足够大时，复合核处于很高的激发态，以致足以释放出二个中子，即（n，2n）反应。这种反应是吸能反应，因此具有一定的反应阈。（n，2n）反应使核的中质比变小，所以剩余核往往

6、具有β+放射性。除（n，2n）反应外，当入射中子能量更高时还可以发生（n，3n）反应、（n，2np）反应等。例如：55Mn（n，2n）54Mn、9Be（n，2n）8Be、27Al（n，2n）26AI等，它们的剩余核锰-54、铍-8、铝-26均具有β+衰变及轨道电子俘获放射性。（n，2n）反应9/18/202110（n，f）反应中子与重核作用，重核分裂成两个碎片，平均放出2~3个中子，并放出大量热量。9/18/202111核反应与化学反应的区别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α射线的能量比一个

7、碳原于燃烧释放出来的能量几乎大100万倍核反应只涉及原子核，而与电子无关9/18/202112核子的相互吸引力--核力核力具有短程强相互作用的能力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为什么这么多的带正电荷的质子能紧密结合？电磁力重力核力原子核的尺寸：10-15m原子的尺寸：10-10m核力的相互作用距离：（1.4~1.5）×10－15m是一种特别强大的，是目前知道的最强大的作用力。它是核能的起源核力与电荷无关，质子和质子、中子和中子、质子和中子之间，都存在相互吸引的核力9/18/202113质能方程爱因斯坦指出：质量只是物质存

8、在的形式之一另一种形式就是能量能量和质量的简单关系：E=mc2质量能量9/18/202114原子核结合能：1+1≠2原子核的质量，小于