‘壹’ 核武器的相关知识200字
核武器是一种非常规的武器,杀伤力非常大,通过质子与中子的碰撞而产生巨大的能量,具有蘑菇云形状,而且核爆后的地方有辐射,对身体会产生严重的伤害。美国是在1945年成功实验的,并且是世界上唯一将核武器投入实战的国家。像长崎和广岛。在美苏争霸时,苏联为遏制其威慑,也于后期研发了比美国更厉害的武器,其主要体现在他的威力更大。后来英国和法国、中国也相继研发出自己核武器,不过中国与美苏的不同,它是余敏构型,法国的和我们国家的一样,也是这种型号。所以在这个世界总共有两种型号的核武器。核武器发展到现在,已经发展到第三代,即这种小型化核武器:比如中子弹。到目前为止,已经有美、中、法、英、印、巴基斯坦、俄罗斯、以色列、朝鲜、伊朗这些国家拥有核武器。不过还有一些准核武器国家,像日本、韩国等一些国家,只要条件允许,他们只需几个月便可成功研发出来。
‘贰’ 关于核武器的知识.
核 武器 利用能自持进行核 裂变或聚变反应释放的能量,产生爆 炸作用,并具有大规模 杀 伤破坏效应的武器的总称。 随着武器技术的发展,已形成多种核 武器系统,包括弹道 核 导弹、 巡航 核 导弹、 防空 核 导弹、反导弹 核 导弹、反潜 核 火箭、深水 核 炸弹、核 航弹、核 炮弹、核 地雷等。其中,配有多弹头的弹道核 导弹,以及各种发射方式的巡航核导弹,是美、苏两国装备的主要核 武器。
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原 子弹:是最普通的核 武器,也是最早研制出的核 武器,它利用原 子 核 裂变反应所放出的巨大能量,通过光 辐 射、冲击波、早期核 辐射、放射性沾 染和电 磁 脉 冲 起 到 了杀 伤 破坏作用。
·氢 弹:是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应,产生强烈 爆 炸的核 武器,又称热 核 聚 变武器。其 杀 伤机理与原 子 弹基本相同,但威力比原 子 弹大几十甚至上千倍。
·中 子 弹:又称弱 冲击波强辐 射 工弹。它在爆 炸 时能放出大量致人于 死 地 的中 子,并使冲 击 波等的作用大大缩小。在战场上,中子弹只杀伤人员等有生目标,而不摧毁如建筑物、技术装备等设备,“对人不对物”是它的一大特点。
·电 磁 脉 冲弹:它是利用 核 爆 炸 能量来加速核 电 磁 脉 冲 效应的一种核 弹。它产生的电磁 波可 烧 毁 电子设备,可造成大范围的指挥、控制、通信系统瘫 痪,在未来的“电子战”中将会大显身手。
·伽 玛 射 线 弹:它爆 炸后尽管各种效应不大,也不会使人立刻死去,但能造成放 射 性 沾 染,迫使敌人离开。所以它比氢 弹、中子 弹更高级,更有威慑力。
·感生辐 射弹:是一种加强放射 性 沾 染的核 武器,主要利用中 子产生感生 放 射 性 物质,在一定时间和一定空间上造成放射性沾 染,达到阻碍敌军和杀 伤敌军的目的。
·冲 击 波 弹:它是一种小型 氢 弹,采用了慢化吸收中 子技术,减少了中 子活化削 弱 辐 射的作用,其 爆 炸后,部队可迅速进入 爆 炸区投入战斗。
·红汞核 弹:它用红 汞(氧化 汞 锑)作为中 子 源,由于不用原 子 弹作为中 子 源,所以体积和重量大大减少,一般小型的红 汞 核 弹 只有一个棒球大小,但当 量可达万吨。
·三相 弹:用中心的原 子 弹和外部 铀 -238反射层共同激发中间的热 核 材 料 聚 变,以得到大于氢 弹的效力。
‘叁’ 关于核知识的作文(600字)
太阳的质量相当于地球质量的33万多倍,体积大约是地球的130万倍,半径约为70万公里,是地球半径的109倍多.虽然如此,她在宇宙中也只是一个普通的恒星.
太阳的内部,从里向外,由核反应区、辐射区、对流区三个层次组成.
太阳每时每刻都在向地球传送着光和热,有了太阳光,地球上的植物才能进行光合作用.植物的叶子大多数是绿色的,因为它们含有叶绿素.叶绿素只有利用太阳光的能量,才能合成种种物质,这个过程就叫光合作用.据计算,整个世界的绿色植物每天可以产生约4亿吨的蛋白质、碳水化合物和脂肪,与此同时,还能向空气中释放出近5亿吨的氧,为人和动物提供了充足的食物和氧气.
太阳核心释放的能量向外扩散,使得太阳表面温度大约达到6000℃,就像一个高温气体组成的海洋.大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去.太阳这个巨大的"核能火炉"已经稳定地"燃烧"了50亿年.目前.它正处于壮年,要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料.那时,它可能膨胀成一个巨大的红色星体...
通过一般光学望远镜观测太阳,观测到的是光球层(太阳大气层的最里层)的活动.在光球上经常可以看到许多黑色斑点,叫太阳黑子.太阳黑子在日面上的大小、多少、位置和形态等,每日都不一样.太阳黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域,是光球层活动的重要标志.长期观测太阳黑子就会发现,有的年份黑子多,有的年份黑子少,有时甚至几天,几十天日面上都没有黑子.天文学家们早已注意到,太阳黑子从最多(或最少)的年份到下一次最多(或最少)的年份,大约相隔11年.也就是说,太阳黑子有平均11的活动周期,这也是整个太阳的活动周期.天文学家把太阳黑子最多的年份称为“太阳活动峰年”,把太阳黑子最少的年份称为“太阳活动宁静年”.
太阳的内部主要可以分为三层,核心区,辐射区和对流区.
太阳的能量来源于其核心部分.太阳的核心温度高达1500万摄氏度,压力相当于2500亿个大气压.核心区的气体被极度压缩至水密度的150倍.在这里发生着核聚变,每秒钟有七亿吨的氢被转化成氦.在这过程中,约有五百万吨的净能量被释放(大概相当于38600亿亿兆焦耳,3.86后面26个0).聚变产生的能量通过对流和辐射过程向外传送.核心产生的能量需要通过几百万年才能到达表面.
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‘肆’ 在面对核辐射时,应该具备哪些有用的常识
人和动物若想逃生,在目前的科学界还没有,有效的办法逃过原子弹爆炸时,向外产生的冲击波和核副射的毒害。
除非事先离开爆炸区域的范围,或者躲进越深越坚固的混凝土地下室,或者几百米厚的山洞地下室,这是目前最有效的逃生办法。其它躲进那些带钢铁建筑和木质建筑的房屋,是没多大效果的。
所谓的常识其实在核弹攻击下,基本上没有什么作用,你也没有什么机会使用上这些知识,就算有机会你也很难有那样的条件去做好这些防护举措,对于普通老百姓来说,只能听从安排没有任何办法,战争对于农村的影响远没有城市大,毕竟农村不是主要攻击目标 ,核战就是世界末日,躲哪里都不安全。
核伤害主要分为几种,一种是直接轰炸造成的伤害,距离爆炸点近的,那就不用做任何防护了,因为你会消失蒸发,连一块渣子都不会剩下,直接被核爆火球吞噬灰飞烟灭,这个死亡方式是最干净利落的,有没有痛苦不知道,反正绝对没有活路。
在城市居民基本上不要想什么了,绝大多数都不可能拥有防辐射服,最多能弄到一个防毒面具就已经非常不错了,躲避的地方除了地下室以及地铁站跟防空洞,基本上没有什么地方可以躲藏,所以做不做防护知识也基本上都一样,几百万上千万人口的城市,基本上不可能全部躲起来,所以绝大多数没有地方躲,只有少部分能有机会躲藏。
‘伍’ 核电的基本知识
世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。
这里提到的核能是指核裂变能。前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然铀由三种同位素组成:
铀-235 含量0.71%
铀-238 含量99.28%
铀-234 含量0.0058%(铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。)
当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两个较轻的原子核,同时产生2到3个中子和射线,并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,能引起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。
铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字,
即1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。 反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。
压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。
压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。 火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电,而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。
核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。
在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。中国的核工业已也已有40多年发展历史,建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。中国已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就是由中国自己研究设计建造的。日本的核电站数量是55座,核电比例为30%,计划到 2030年将核电比例提高到41%。印度有20座。俄罗斯有31座,欧盟有16国拥有核电站,核电站总数158个。法国59座,英国在30座以上,美国最多,达104座。
就发电比例而言,目前全世界400多座核电站,年发电量占全世界总发电量的17%,其中,法国核电装机占总装机的78%,日本核电装机占总装机的36%,美国核电装机占总装机的20%,韩国核电装机占总装机的42%,而在中国大陆仅占1.6%。中国已超越美国,成为世界第一碳排放大国。
根据原本的数值全世界本因建设1000座核电站全世界40%靠核能.2500座核电就能满足目前全世界的用电。但是反核人士的运动下,只有区区16%的发电能力,如果中国建设一百多座也许能补上4%,中国有六百多座核电站的话,就在没有什么能源困扰。前美国国家航空航天局科学家汉森(Hansen)作为合着者参与了一项研究。该研究估计1971年到2009年间,核能的使用很可能避免了至少184万人死于世界范围内化石燃料燃烧带来的恶劣影响。他们表示,“没有缺点的能源系统是不存在的。我们希望在制订能源系统政策时,能基于事实,而不带有感情色彩和偏见,因为这些不适用于二十一世纪的核能技术。”核能的发展,对医疗、环保、军事、航母、机器人动力、核动力卫星、航天核动力飞机、航空空间站电源至关重要。随着航天、航空、深海机器人等领域用核电池的成熟,核电池和太阳能电池必将在汽车这一能源大户中得到应用。光子传送技术,如今各个强国,正在把这变成现实,人们幻想着,用激光在地球和月亮之间,搭建一座彩虹桥,开采月球的矿产和能源。国际能源署断言,如果未来几十年核电份额大幅下降,那么要达到控制温室气体浓度在450ppm的目标,将需要对新兴的低碳技术进行战略性的部署,而这些技术还需要验证。目前的核电大国也意识到,没有核电的参与,要达到减排目标是一件难度巨大、代价高昂的事情。基于共同的目标,我们近期的能源供应需要侧重现有核能和能量稳定的地热能。 约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α(阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。
以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,γ(伽玛)射线是光子流。
这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;2、人的五官不能感知,但能使照相底片感光;3、照射到某些特 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离作用。
射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。
射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。
两个关于放射性的计量单位
居里(Curie,符号为:Ci),表示单位时间内发生衰变的原子核数。1居里(Ci)=3.7x10^10贝克(Bq),1克的镭226每秒能产生3.7×10^10次原子核衰变,该源的放射性强度即为1居里。换算:1毫居里=3.7×10^7次/秒 1微居里=3.7×10^4次/秒。
贝克勒尔(Becquerel,符号为:Bq),是放射性活度的国际单位制导出单位,1 Bq指每秒有一个原子衰变。比如,一克的镭放射性活度有3.7×10^10Bq。
概括起来可以认为:
1R(伦琴)相当于10mSv(毫西弗)=10,000μSv(微西弗)=0.01Sv(西弗)=1rem(雷姆)
一座核电站允许的年辐射剂量是5毫雷姆。在美国达拉斯,居民每年从自然环境建筑物、岩石、土地等接受的剂量约80毫雷姆。在科罗拉多,居民每年接受约130毫雷姆。只要从达拉斯迁居到科罗拉多,你每年接受的辐射剂量要比住在核电站附近的人大十倍多。虽然辐射可能引起癌症,但这种可能性有多大呢?根据国外实测结果,生活在核电厂周围的人每年接受的剂量当量小于0.01毫希。我们以每年接受0.01毫希为例,这种可能性为千万分之一点五。也就是说,这个人由核电厂造成的致癌危险只相当于每天吸五分之一支烟。 核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核能-热能转换的装置。
核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水口和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径3.9米,壁厚约0.2米。
压力容器是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。
压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。 一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。
由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过四次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故,美国三里岛事故和日本福岛核电站事故。
切尔诺贝利核事故是技术落后和人为原因的结果。 1986年4月26日,前苏联建切尔诺贝利核电站第四号反应堆大起火,并发生化学爆炸(并非核爆炸)。爆炸释放量相当于堆内约3%~4%的核燃料。事故当时有2人被炸死,1人死于心脏病,救火中有29人受辐射损伤,其中28人因患急性放射性病致死。事故后周围30公里范围内撤离了21万居民。 事实上,这是一次严重的人为责任事故,当时研究人员在做一次安全实验,切断了反应堆所有的安全措施,却又启动了反应堆,这个实验方案严重违反了安全规程,这是事故的人为原因。事故的技术原因是前苏联开发的这种石墨水冷堆具有较大的缺陷,它有一段正温度系数的正反馈工作区,这在反应堆的设计上是不能允许的,另外,切尔诺贝利核电站没有绝大多数核电站具有的安全壳。
美国三哩岛核事故并未造成人员伤亡和实质性影响 1979年3月38日清晨,美国建在宾夕法尼亚洲哈里斯堡东南16公里的三哩岛核电站,第二号反应堆发生了一起严重的失水事故,反应堆的堆芯部分熔化,大部分燃料元件损坏或熔化,放射性裂变产物泄漏到安全壳内,但并未外泄,对环境造成了轻微影响。由于事发地为美国,这次事故引起了极为强烈的反响,但其本身危害并不大,核电站内的118名职工无一伤亡,只有三人受到略高于季度允许剂量的照射,其余都在职业控制剂量以内。外泄的放射性物质也更少,方圆80公里的200万居民中,平均每人所受的放射性剂量还不如带一年夜光表或看一年彩电所受的剂量。三哩岛核事故是迄今压水堆核电厂发生的最严重的事故。 反应堆厂房:包括内外安全壳和内部结构以及堆芯熔融物捕捉器。反应堆厂房是双层圆筒形结构,该建筑包容并支撑与一回路相关的主要设施(包括压力容器和主冷却回路,包括主泵,蒸发器和稳压器)。反应堆换料腔和内部结构。辅助设备。厂房的主要功能是防止外部事件对内部反应的影响,确保不发生泄漏。包括一回路发生事故失水,使厂房内压力和温度升高。
1. 安全壳:安全壳是双层墙体结构,其中内墙体由预应力混凝土筒体和混凝土穹顶构成,内面衬以钢衬里,保证密封。外安全壳抵抗外部冲击。1.8米宽的环形区域将内外安全壳隔离,该区域处于负压状态,收集发生泄漏事故后泄漏物的收集,保证泄漏物在排入大气前被过滤,双层安全壳是考虑在严重事故对环境的有效保护。
2、 内部结构:主要功能是提供反应堆压力容器的支撑和附属设备的支撑;人员及设备的生物防护;防止管道的甩击和飞射物对安全壳、各回路以及安全系统的影响。
3、 结构描述:内部结构是钢筋混凝土结构包括一次屏蔽墙,二次屏蔽墙,反应堆换料腔;楼板和墙体。
4、 堆芯熔融物捕捉器:位于堆芯CVCS和VDS系统下部分为三部分,由堆坑下部、堆芯熔融物扩展通道和扩张区域组成。表面覆盖细石混凝土。底部有循环水系统,用以事故状态下对熔融物降温,水来自换料储水箱。
5、 安全厂房:安全厂房1&4分为9层,分别布置在安全壳两侧;厂房2&3分为8层,布置在一起,采用双层墙体。外墙与厂房各楼层分开,通向厂房的门应有门禁系统。
6、 燃料厂房:位于反应堆厂房和安全厂房2、3相对的位置,与反应堆厂房和安全厂房位于一个筏基础之上。9层(0.00-19.5m区域)。西侧为乏燃料水池及相关设施。东侧为事故废气过滤机组。采用双层墙,门应有门禁系统。
7、核辅助厂房:核辅助厂房内设置与电厂运行必需的与安全无关的辅助系统,同时设置有部分维修区域。是钢筋混凝土结构,基础与厂房的筏基础是分离的,放射性设备周围设置屏蔽结构以及有系统的隔离。提供充分的生物隔离。
8、 进出厂房:基础厂房内设有为保障人员安全进出核岛所必需的设备和设施。进出厂房的基础和核岛的基础临近,设置沉降缝,允许相对的位移。
9、 放射性废弃物厂房:分为放射性废弃物厂房(HQB)和放射性废弃物储存厂房(HQS),其可收集、储存、处理液体和固体放射性废弃物。为两个机组公用,它同1号机组的核辅助厂房建筑直接连接,用来储存、运输树脂类废弃物以及收集、临时储存、运送废液。在放射性废弃物厂房和2号机辅助厂房附属建筑(2HQS)之间连接一条热管,用来输送2号机的废液。7)、 应急柴油机房:(HD)是钢筋混凝土结构,其钢筋混凝土筏基及地下部分及外墙使用沥青绝缘材料来防水的。用来放置柴油燃料储存罐、柴油燃料槽房间的楼板、墙体及天花板表面是掺合了憎油材料的水泥砂浆抹面的。
10、 安全厂用水泵房:为混凝土结构,其钢筋混凝土结构设计、配合比及工艺应具备足够的耐久性以保证结构主体能防止地下水和海水的侵蚀,所有与水接触的混凝土表面应使用精细模板,其他地方可以使用粗制模板。
‘陆’ 有关核能的初中知识,概念
质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此原子核十分牢固,要使它们分裂或重新组合是极其困难的。但是,一旦使原子核分裂或聚合,就可以释放出惊人的能量,这就是我们说的核能,又称原子能。
一切物质是由分子组成的,分子又由原子组成,而原子由质子、中子、电子三种粒子组成。质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电。质子和中子的质量比电子大得多,处于原子中心,构成非常小的原子核。
核电站的核心设备——核反应堆。1942年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。当时的核反应堆的功率非常小,大约要260座这样的反应堆才能点亮一只40W的灯泡。然而,这是人类利用核能的关键一步。今天,一座核反应堆的功率可达百万千瓦,全世界已经建成了几百座核电站,核电发电量接近全球发电量的1/5。在不可再生能源日趋珍贵之时,适度发展核电是人类的一种选择。以百万千瓦的电站为例,一年消耗煤300多万吨,每天要有一列40节车厢的火车为它拉煤。而用核原料,一年只需消耗30吨,一辆重型卡车即可拉走,一次换料,可以连续运行一年。
通过可控制聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题。因为海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核,足够人类使用几百亿年,而且反应物是无放射性污染的氦。中国的可控核聚变研究位居世界先进行列,50年后,有望实现商业运营。希望同学们努力学习,将来为中国的核电事业贡献力量。
‘柒’ 核防护基本知识
对核武器袭击所采取的防御措施。核防护大致可分为核爆炸瞬时效应防护和放射性沾染防护两大类。
核爆炸瞬时效应防护
人员对核爆炸后几十秒内气杀伤破坏作用的冲击波、光辐射、早期核辐射和电磁脉冲等瞬时效应的防护,主要是利用工事进行掩蔽。永久工事的防护效果最好,野战工事的效果也不错。山洞、土坑、沟渠、涵洞等也有一定的防护作用。在开阔地面上的人员,当发现核爆闪光时,立即背向爆心卧倒,可减轻伤害。装甲车辆乘员,可利用车体进行防护。武器装备和其它军用物资的防护,主要是利用工事和地形、地物加以掩蔽。利用坚固、耐热的护罩或护套等遮盖,或者涂刷防火涂料、白灰浆和泥土等,亦有防护作用。对于电子器材,采用气蔽、接地和增加保护装置等措施,可防护核电磁脉冲的破坏。
放射性沾染防护
要措施有:在核袭击后,迅速组织技术力量对人员活动的地区进行辐射侦察,查明沾染区情况;人员要力求避开在沾染区或高照射量率的地区行动;人员通过沾染区时尽量乘坐车辆,在沾染区作业时要尽量缩短时间;充分利用工事、建筑物和山洞等气蔽物进行防护;及时穿戴个人防护器材,防止人体受沾染;对撤离沾染区的人员和武器装备等,进行沾染检查;受染人员及其随身携带物品,在撤离沾染区后,要尽快进行洗消,以消除沾染;进入沾染区执行任务的人员,可服用抗辐射药,以减少放射性物质在人体内的存留量。当敌方实施核袭击时,及时采取上述防护措施,可以减轻人员伤亡和武器装备及其它军用物资的损失。
‘捌’ 核能的核能知识
所谓轻核聚变是指在高温下(几百万度以上)两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核并放出大量能量的过程,也称热核反应。它是取得核能的重要途径之一。由于原子核间有很强的静电排斥力,因此在一般的温度和压力下,很难发生聚变反应。而在太阳等恒星内部,压力和温度都极高,所以就使得轻核有了足够的动能克服静电斥力而发生持续的聚变。自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行,故称为热核聚变反应。
氢弹是利用氘、氚原子核的聚变反应瞬间释放巨大能量这一原理制成的,但它释放能量有着不可控性,所以有时造成了极大的杀伤破坏作用。目前正在研制的受控热核聚变反应装置也是应用了轻核聚变原理,由于这种热核反应是人工控制的,因此可用作能源。 1.可控核聚变的发生条件
产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热,其中心温度达到1500万摄氏度,另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应,而地球上没办法获得巨大的压力,只能通过提高温度来弥补,不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受,只能靠强大的磁场来约束。此外这么高的温度,核反应点火也成为问题。不过在2010年2月6日,美国利用高能激光实现核聚变点火所需条件。中国也有“神光2”将为我国的核聚变进行点火。
2.核聚变的反应装置
可行性较大的可控核聚变反应装置就是托卡马克装置。
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak 来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。 化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势,但此种能源不仅燃烧利用率低,而且污染环境,它燃烧所释放出来的二氧化碳等有害气体容易造成 温室效应,使地球气温逐年升高,造成气候异常,加速土地沙漠化过程,给社会经济的可持续发展带来严重影响。与火电厂相比,核电站是非常清洁的能源,不排放这些有害物质也不会造成温室效应,因此能大大改善环境质量,保护人类赖以生存的生态环境。
世界上核电国家的多年统计资料表明,虽然核电站的投资高于燃煤电厂,但是,由于核燃料成本远远地低于燃煤成本,相反核燃料反应所释放的能量却远远高于化石燃料燃烧所释放出来的能量,而且核燃料取之不尽,这就使得核电站的总发电成本低于烧煤电厂。 据估计,在世界上核裂变的主要燃料铀和钍的储量分别约为490万吨和275万吨。这些裂变燃料足可以用到聚变能时代。轻核聚变的燃料是氘和锂,1升海水能提取30毫克氘,在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量,即1升海水约等于300升汽油,地球上海水中有40多万亿吨氘,足够人类使用百亿年。地球上的锂储量有2000多亿吨,锂可用来制造氚,足够人类在聚变能时代使用。况且以世界能源消费的水平来计算,地球上能够用于核聚变的氘和氚的数量,可供人类使用上千亿年。因此,有关能源专家认为,如果解决了核聚变技术,那么人类将能从根本上解决能源问题。
1.核工业的主要业务范围
核工业的主要业务范围包括:铀矿勘探、铀矿开采与铀的提取、燃料元件制造、铀同位素分离、反应堆发电、乏燃料后处理、同位素应用以及与核工业相关的建筑安装、仪器仪表、设备制造与加工、安全防护及环境保护。
2.核燃料循环及其组成
核燃料循环是指核燃料的获得、使用、处理、回收利用的全过程。它是核工业体系中的重要组成部分。核燃料循环通常分为前端和后端两部分,前端包括铀矿勘探、铀矿开采、矿石加工(包括选矿、浸出、提取和沉淀等工序)、精制、转化、浓缩、元件制造等;后端包括对反应堆辐照以后的乏燃料元件进行铀钚分离的后处理以及对放射性废物进行处理、贮存和处置。
3. 铀矿地质勘探
铀是核工业最基本的原料。铀矿地质勘探的目的是查明和研究铀矿床形成的地质条件,总结出铀矿床在时间上和空间上的分布规律,并用此规律指导普查勘探,探明地下的铀矿资源。普查勘探工作的程序为区域地质调查、普查和详查、揭露评价、勘探等,同时还要求工作人员进行地形测量、地质填图、原始资料编录等-系列的基础地质工作。
分散在地壳中的铀元素在各种地质作用下不断集中,最终形成了铀矿物的堆积物,即铀矿床。了解铀矿床的形成过程,对铀矿普查勘探具有十分重要的指导意义。并不是所有的铀矿床都有开采、进行工业利用价值的。据统计,在已发现的170多种铀矿床及含铀矿物中,具有实际开采价值只有14~18%。影响铀矿床工业的两个主要因素是矿石品位和矿床储量。此外,评价的因素还有矿石技术加工性能、矿床开采条件,有用元素综合利用的可能性和交通运输条件等。
4. 铀矿开采
生产铀的第一步是铀矿开采。其任务是从地下矿床中开采出工业品位的铀矿石,或将铀经化学溶浸,生产出液体铀化合物。由于铀矿有放射性,所以铀矿开采其特殊方法。常用的主要有三种:露天开采、地下开采和原地浸出。露天开采一般用于埋藏较浅的矿体,方法剥离表土和覆盖岩石,使矿石出露,然后进行采矿。地下开采一般用于埋藏较深的矿体,此种方法的工艺过程比较复杂。与以上两种法方法相比,原地浸出采铀具有生产成本低,劳动强度小等优点,但其应用有一定的局限性,仅适用于具有一定地质、水文地质条件的矿床。其方法是通过地表钻孔将化学反应剂注入矿带,通过化学反应选择性地溶解矿石中的有用成分--铀,并将浸出液提取出地表,而不使矿石绕围岩产生位移。
5. 铀矿石的加工
铀矿石加工的目的是将开采出来的具有工业品位或经放射性选矿的矿加工富集,使其成为含铀较高的中间产品,即通常所说的铀化学浓缩物。将此种铀化学浓缩物精制,进一步加工成易于氢氟化的铀氧化物作为下一步工序的原料。
铀矿石加工的主要步骤包括:矿石品位、磨矿、矿石浸出,母液分离、溶液纯化、沉淀等工序。
为了便于浸出,矿石被开采出来后,必须将其破碎磨细,使铀矿物充分暴露。然后采用一定的工艺,借助一些化学试剂(即浸出剂)或其它手段将矿石中有价值的组分选择性地溶解出来。浸出方法有两种:酸法和碱法。由于浸出液中铀含量低,而且杂质种类多,含量高,所以必须将杂质去除才能确保铀的纯度。实现这一过程,可以选择以下两种方法:离子交换法(又称吸附法)和溶剂萃取法。水冶生产的最后一道工序是将沉淀物洗涤、压滤、干燥,然后得到水冶产品铀化学浓缩物,又称黄饼。
6. 铀的浓缩
为了提高铀-235浓度所进行的铀同位素的分离处理称为浓缩。通过浓缩可以为某些反应堆提供铀-235浓度符合要求的铀燃料,现今所采用的浓缩方法有气体扩散法、分离法、激光法、喷嘴法、电磁分离法、化学分离法等,其中气体扩散法和离心分离法是现代工业上普遍采用的浓缩方法。浓缩处理是以六氟化铀形式进行的。
7. 核燃料元件
经过提纯或浓缩的铀,还不能直接用作核燃料。必须经过化学,物理、机械加工等处理后,制成各种不同形状和品质的元件,才能供反应堆作为燃料来使用。核燃料元件种类繁多,按组分特征来分,可分为金属型、陶瓷型和弥散型;按几何形状来分,有柱状、棒状、环状、板状、条状、球状、棱柱状元件;按反应堆来分,可以分为试验堆元件,生产堆元件,动力堆元件(包括核电站用的核燃料组件)。
核燃料元件一般都是由芯体和包壳组成的。由于它长期在强辐射、高温、高流速甚至高压的环境下工作,所以对芯片的综合性能、包壳材料的结构和使用寿命都有很高的要求。可见,核燃料元件制造是一种高科技含量的技术。
8.乏燃料的后处理
经过辐照的燃料元件,从堆内卸出时总是含有一定量未分裂和新生的裂变燃料。乏燃料的后处理的目的就是回收这些裂变燃料如铀-235,铀-233和钚,利用它们再制造新的燃料元件或用做核武器装料。此外,回收转换原料(铀-238,铯-137,锶-90),提取处理所生成的超铀元素以及可用作射线源的某些放射性裂变产物(如铯-137,锶-90等),都有很大的科学和经济价值。但此项工序放射性强,毒性大,容易发生临界事故,所以,在进行乏燃料的后处理时一定要加强安全防护措施。
后处理工艺一般分为四个步骤:冷却与首端处理、化学分离、通过化学转化还原出铀和钚、通过净化分别制成金属铀(或二氧化铀)及钚(或二氧化钚)。冷却与首端处理是冷却将乏燃料组件解体,即脱除元件包壳,溶解燃料芯块。化学分离(即净化与去污过程)是将裂变产物从U-Pu中清除出去,然后用溶剂淬取法将铀-钚分离并分别以硝酸铀酰和硝酸钚溶液形式提取出来。
9. 三废处理与处置
在核工业生产和科研过程中,会产生一些不同程度放射性的固态、液态和气态的废物,简称为三废。在这些废物中,放射性物质的含量虽然很低,危害却很大。普通的外界条件(如物理、化学、生物方法)对放射性物质基本上不会起作用。因此在放射性废物处理过程中,除了靠放射性物质的衰变使其放射性衰减外,就只能采取多级净化、去污、压缩减容、焚烧、固化等措施将放射性物质从废物中分离出来,使浓集放射性物质的废物体积尽量减小,并改变其存在的状态,以达安全处置的目的。这个过程称为三废处理与处置。