同位素分离
同位素分离通过将某种化学元素的其它类型的同位素去除而达到浓缩某种特殊的同位素的目的。例如，通过同位素分离可以将天然铀分离成浓缩铀和贫铀，这是为核电站以及铀核武器制造铀燃料的关键技术。钚核武器所使用的钚在反应堆中制成，同样需要制备某种特别的同位素。同位素分离的理论由查尔斯·汤斯首先提出。化学元素的提纯可以通过化学过程，但是由于相同元素的同位素拥有几乎完全相同的化学性质，使得化学方法几乎无法分离同位素，除非是分离氘。 分离技术 分离同位素的…
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BWRX-300
BWRX-300是日本日立製作所和美國奇異公司共同出資的。（GE Hitachi Nuclear Energy）提出的小型模块化核反应爐（SMR）方案。 BWRX-300在佔用面積小於一個足球場範圍內，預計能提供300MW（百萬瓦）的發電量，同時具有被动安全功能，即使在极端情况下，也不需要外部电源或操作员操作来维持安全状态。 技術 BWRX-300 是早期奇異日立核能公司的經濟簡化型沸水式反應器（Economic Simplified …
斯特林放射性同位素发电机
的斯特林放射性同位素發电机部件。]] 斯特林放射性同位素發電機(Stirling radioisotope generator)，英文簡稱“SRG”，是一种使用大型放射性同位素加热器驱动斯特林發動機的放射性同位素电池。斯特林转换器的热端达到高温，受热的氦气驱动活塞运动，热量在发动机冷端排出。发电机或交流发电机把机械能转化为电能。鉴于钚的供应非常有限，斯特林转换器因其从钚燃料中可产生出四倍于放射性同位素热能发电机(RTG)的电能而闻名。美…
中子源
中子源是能释放出中子的装置。中子源有很多种，从手持放射性源到中子研究设施的研究堆和裂变源。中子源釋放中子的規模受中子的能量、中子通量、设备的大小、建造和維護中子源的成本和政府的管制等影響。中子源装置在物理、工程、醫療、核武器、石油勘探、生物、化学、核动力和其他工业領域中有着广泛的用途。 小型裝置 自發分裂核素 有些放射性核素會以自發分裂的模式進行衰變，分裂時會釋放大量中子。最常用作中子源的自發裂變核素是。這些自發裂變核素是在核反應爐中輻…
放射性同位素加热器
放射性同位素加热器（），是通过放射性衰变提供热量的小型装置。它们类似于微型的放射性同位素热能发电机（RTG），通常每台发电机提供约1瓦特的热量，这些热量来源于数克钚-238的衰变-虽然也可以使用其他放射性同位素。这些放射性同位素加热器产生的热量能持续释放数十年，理论上可长达一个世纪甚至更长。 在航天器中，放射性同位素加热器是加热关键部件和子系统所必需的，由于它无需加热子系统，也降低了航天器的复杂性。通过尽可能少的加热子系统，可降低航天器…
放射性同位素熱電機
上所使用的放射性同位素热能发电机示意图]] 放射性同位素热能发电机（，简称或），是一种核电池，它使用一组热电偶通过塞贝克效应将合适放射性材料衰变所释放的热能转换成电能，这种发电机没有活动部件。 放射性同位素热能发电机已被用作人造卫星、太空探测器以及无人值守的远程设施如苏联在北极圈内建造的一系列灯塔的电源。在燃料电池、蓄电池或发电机无法长时间经济地提供数百瓦（或更低）电力的情况下，以及在太阳能电池不实用的地方，这种发电机通常是最理想的无需…
核反应堆
洛桑联邦理工学院（EPFL）内的小型研究型核反应堆CROCUS的堆芯]] 核子反應爐（），又稱原子爐（），是一种启动、控制并维持核裂变或核聚變鏈式}-反應的装置。相对于核武爆炸瞬间所发生的失控链式反应，在反应堆之中，核变的速率可以得到精确的控制，其能量能够以较慢的速度向外释放，供人们利用。自20世纪50年代以来，裂变反应堆的相关技术早已成熟，但对于聚变反应堆的开发至今仍处于探索阶段。 核反应堆有许多用途，当前最重要的用途是产生热能，用以…
辐解
辐解（Radiolysis）又称射解，是分子在电离辐射下的离解。是指由于暴露于高能量通量中所导致的一个或几个化学键的断裂。辐射在本文中是指电离辐射；辐解因此区别于其他辐射导致的解离，例如光解的Cl2分子变成两个Cl-自由基（使用紫外线或可见光） 。 例如，水在阿尔法辐射下分解成一个氢自由基和羟基自由基，不同于水的离子化产生氢离子和氢氧根离子。电离辐射下浓缩溶液的化学性质非常复杂。辐解可局部改变氧化还原条件，因此可改变化合物的形态和溶解度…
轻水反应堆
轻水反应堆（Light Water Reactor, LWR）是指使用水作为冷却剂及慢化剂的核反应堆，包括沸水反應爐和压水反應爐，是目前世界上核反應爐的主要類型。 与重水反应堆相比，轻水反应堆比较廉价，减速效率也高。据统计，1992年运行的413座核电站中，轻水反應爐核电站约佔64.15%，装机容量约80%，加上正在建设和已经订货的轻水反應爐核电站将佔80%，装机容量将佔90%。 类型 轻水反应堆分为两类：压水反应堆（PWR）与沸水反应…
平顶 (临界组件)
平顶(Flattop)是一台临界质量检测装置，用于研究包裹在球形天然铀反射器中的铀-233、铀-235和钚-239的核特性。 平顶组件用于测量中子活化和反应性指数，由于反射器中的中子能量逐渐减少，因此，可根据所放置的位置在不同的能量光谱中进行实验. 规范 平顶是一种反射、检测、固定天然铀几何形状的关键性可组装设备，可以容纳钚或铀核芯。通过快中子能谱提供不同球形裂变材料的中子能级数据。平顶的主要任务包括基础反应堆的物理研究、样品辐照的放射…
核燃料
与核子数的关系]] 的一个研究性反应堆核心特写]] 核燃料（）是指可被核反应堆利用，通过核裂变或核聚变产生实用核能的材料。核燃料既能指燃料本身，也能代指由燃料材料、结构材料和中子减速剂及中子反射材料等组成的燃料棒。 核燃料具有在所有实际燃料来源中最高的能量密度。 簡介 与核武器中不可控的核反应不同，核反应堆能控制核反应的反应速率。对于裂变核燃料，当今一些国家已经形成了相当成熟的核燃料循环，包含对核矿石的开采、提炼、浓缩、利用和最终处置。…
控制棒
控制棒（Control rod）是核反应堆中用于控制核裂变速率的设备，压水堆的控制棒使用银-铟-镉合金等可以吸收中子的材料制成。控制棒的设计必须和反应堆类型相适应，例如在压水堆和石墨堆中需要使用能吸收热中子的材料，在快速增殖堆中要使用吸收快速中子的材料。 工作原理 在链式反应中，由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变量目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够多，将会瞬间…
热离子转换器
热离子转换器（）由热电极组成，热电极通过势能垒的热辐射向较冷的电极发射电子，从而产生有用的电力输出。铯蒸汽用于优化电极的功函数，并通过等离子体中的表面电离或电子碰撞电离提供离子以中和电子空间电荷。 定义 从物理电子学的观点看，热离子能量转换是从热离子发射电子的热量中直接产生电力，而从热力学的观点看，又是在发电循环中利用电子蒸气作为的工作载体。热离子转换器由热发射极和较冷的收集极组成，电子通过热离子发射从热发射极中蒸发出来，在电极间经等离…
各国核能利用情况
的卡特农核电站。法国依靠核能产生全国75%的电能。]] 截至2025年，全球共有31個國家和地區運營商業核電站，主要分佈於歐洲、北美和東亞地區。根據國際原子能機構數據，核能發電量約佔全球總發電量的10%。美國是目前全球最大的核能生產國，而法國則以核電佔全國總發電量約65%的比例，成為核能依存度最高的國家。 在現有核能國家中，26個國家正積極推進新核電機組建設。中國作為當前核電發展最迅速的國家，2025年新核准10台機組，36台在建規模位…
六氟化鈾
六氟化鈾（）是一种铀的化合物，其化学式为。六氟化铀被用于制取浓缩铀，因此在核工业中有很重要的价值。标准状况下，六氟化铀为灰色的晶体。六氟化铀有很强的毒性，可与水剧烈反应，并且能腐蚀大多数金属。它與鋁反應溫和，在鋁的表面形成致密的氟化铝薄膜，阻止反應進一步進行。 制取 磨碎鈾礦（U3O8，或稱“黃餅”），并将其溶于硝酸，產生硝酸鈾酰UO2(NO3)2溶液。萃取纯化后，使硝酸铀酰与氨反应，生成重铀酸铵(NH4)2U2O7。加氢还原得到二氧化…
核动力推进
核动力推进，或核动力驱动，是一大类的推进系统使用核反应作为主要的功能装置，不特指船艦的動力，也可以是陸上，航天器的能量來源。很多潜艇，以及破冰船等使用核反应堆作为他们的动力装置。交通工具核動力化的嘗試以船艦應用最為成功，主因有三，首先，船隻體積較大，可以承載反應爐與相關設備、維護人員等，再者船隻的龐大能源需求也與核動力的大量輸出相匹配，三，取得核電設施的冷卻源十分方便，考量船隻正好是水上航運工具，所仰賴的水源取之不盡。 用途分類 核动力…
核电火箭
核电火箭（'），更恰当地说是“核电推进”（'），是一种航天器推进系统，其中来自核反应堆的热能被转化为电能，用于驱动离子推进器或其他航天器推进的技术。核电火箭这一术语有点不符，因为从技术上讲，推进系统的“火箭”部分完全是非核的，也可以由太阳能电池板驱动。这与核热火箭直接利用反应堆热量向工作流体添加能量，然后将其从火箭喷嘴中排出形成明显的不同。 概念概述 核电火箭的关键要素是 #紧凑型反应堆芯 #发电机 #紧凑的废热排放系统，例如热导管 #…
核動力
反應堆TRIGA反应堆的核心近照。可以看出切倫科夫輻射的藍色輝光]] ，有三個壓水反應堆（PWR）。冷卻是通過與海水的熱交換來實現]] 運作原理]] 核動力（，亦稱原子能或核能）是指通過可控核反應獲取能量，並轉化為動力、熱量及電能的技術體系。該技術涵蓋核裂變、核衰變與核聚變三種反應形式，其中核裂變技術已實現商業化應用。核能設施主要包括核電站及艦船核動力系統，其核心裝置為核反應堆，通過鏈式反應釋放熱能加熱工質（通常為水），產生的蒸汽驅動汽…
关于核武器的争论
广岛、长崎的两颗原子弹爆炸后，对当地产生了极大的影响。]] 和俄罗斯核武器数量图表。]] 關於核武器的爭論（nuclear weapons debate），是公众对于核武器的使用以及储备情况相关的争论。在第一种核武器研发之前，参与曼哈顿计划的科学家们就已经对于是否开发以及如何使用核武器意见不一。1945年美国对日本投下了两枚原子弹，造成数十万人丧生，对于美国核轰炸行为与日本无条件投降，以及美国道德公正性已经成为具有学术性和普遍性的争论话…
核脉冲推进
核脉冲推进（，或NASA的一份文档中称呼过的外部脉冲等离子推进 external pulsed plasma propulsion）是一个提议中的使用核爆做推力的航天器推进技术。其最早是作为DARPA的“獵戶座计划”，1957年由斯塔尼斯拉夫·马尔钦·乌拉姆提议而来。以惯性约束聚变为起点的新提议有著名的代達羅斯計劃和不太有名的Project Longshot。 參考資料