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核武器设计方案

」]] 核武器设计方案是指如何设计核武器,使之能够起爆引起核爆炸。设计核武器需要考虑物理上、化学上以及工程上的各种因素。核武器基本上可以分为三种类型,而这三种类型核武器爆炸时的主要能量来源在一般情况下都是核裂变,而不是核聚变。 纯裂变武器:这是第一代的核武器的设计,也是唯一一种曾经在战争中使用的类型(即美国对日本在战争中使用)。这种核武器中使用的核装药为铀-235(U-235)、钚-239(Pu-239),在爆炸时将核装药挤压在一起,使…

核裂变产物

、钚-239、铀-233的热中子裂变产物]] 核裂变产物即指核裂变过程中生成的产物。核裂变是指由较重的(原子序数较大的)原子,主要是指铀或钚,分裂成较轻的(原子序数较小的)原子的一种核反应形式。原子弹以及核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用(以铀-238制备的)钚-239为原料制成,而铀-235裂变在核电厂最常见,由钍-232制备的铀-233也在实验堆中使用。 特点与种类 重核原子经中子撞击后,分裂成为两个较轻的原子,这就是最初的…

核電池

放出巨大的能量使鈽238加熱至燒红的程度]] 原子能电池(又称核电池,為氚电池或放射性同位素發电装置)是指那些使用放射性同位素衰变时产生之能量来产生电力的装置。这会使人误解成核反应堆,但实际上这种电池不是利用链式反应来产生能量。核电池比起一般电池有很长的寿命且其输出能量远比一般化学电池为高,可惜其制作成本也相对很高,使这种电池多用于一些需长时间运作又难以更换电池的仪器之上。 历史 核電池之技術早在1913年已经被亨利·莫塞莱所發明,使眾…

维格纳效应

维格纳效应(,名自尤金·维格纳),也作击离效应(),指的是原子在经受中子辐射的时候会产生位移的现象。对于石墨晶体而言,以快中子为主导的维格纳效应会导致材料的晶体结构变形。1943年,美国化学家米尔顿·伯顿()和T·J·纽伯特()发现该效应。 参考资料

NERVA

NERVA(Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application,火箭飞行器用核引擎)是美国原子能委员会(Atomic Energy Commission,简称AEC)和NASA旗下的项目,由航天核推进局(Space Nuclear Propulsion Office,简称SNPO)领导。整个项目于1972年终止,SNPO也于同年解散。 NERVA计划论证了核热力火箭可以成为太空探索的一项可现实可靠…

反應棒

船上壓水式反應爐所使用的燃料束]] 燃料棒(),是反应爐中核分裂材料的来源。多为较低纯度的浓缩铀,製作成一顆顆燃料丸或燃料柱再封裝金屬外殼成為燃料棒。視反應爐型式的不同,通常會以多根燃料棒組成一組燃料束()或燃料組件()。 被裝進反应爐后,这些燃料棒会在反应爐中待上大约3年,在这3年中,它们会消耗自身包含的铀的3%,在这之后,它们会被送到冷卻池,在这里,核分裂中产生的一些半衰期短的同位素会衰变掉。在这里待上大约5年后,这些燃料棒的放射性…

四因子公式

四因子公式()是由美國科學家費米所提出,應用於核工程核連鎖反應無限增殖因數計算的公式。 此公式為: k_{\infty} = \eta f p \varepsilon 增殖因數 增殖因數 k 定義為:k = \frac{\mbox{number of neutrons in one generation}}{\mbox{number of neutrons in preceding generation}} 若k大於1,此核連鎖反應狀態…

核燃料循环

核燃料循环,也被称为核燃料链,指的是核燃料经过在使用过程中所经过的一系列不同的阶段。它主要包括前端步骤,其中有制造核燃料的过程、使用期间的各个步骤、以及后端步骤,其中有在核燃料使用完毕时或者核燃料再处理或者处理乏核燃料的过程。如果用过的乏核燃料没有被重新处理,这个核燃料循环被称为开放核燃料循环;如果乏核燃料被重新处理,被称为封闭核燃料循环。但是即使有做再處理,一樣需要深埋場作為最終處置。 基本概念 不管是核能發電或是核武器,都是依賴可裂…

核工程

核子工程()是工程學的一門分支,是原子核物理學的工程應用層面,主要領域有核電、核醫學、核子材料學與輻射度量等方面。但也和一些國際性議題有關連,如:核武器、核擴散等。 領域 核能發電 核能發電是利用可控核反應來獲取能量,從而得到動力、熱量和電能的一種科技。 目前最常見的發電方式是利用熱核分裂,即以低能量中子(約0.125eV)觸發的核分裂反應,絕大部分已商轉的核電廠都是以這種方式發電。快核分裂則是以高能量中子(約數個MeV)觸發,快滋生反…

中子毒物

中子毒物()是一種具有大中子吸收截面的物質,由於會對連鎖反應造成負面影響,而被稱為「毒物」,常應用於反應堆物理計算中。在反應堆中,我們盡可能希望中子由可裂變物質吸收,使之發生核分裂。然而,一些物質具有強烈的中子捕獲現象,會導致降低反應器運轉的反應性。有些毒物會在反應器運轉過程中吸收中子而消耗掉,但有些則保持不變。 中子被短半衰期的核分裂產物吸收稱為「反應堆中毒」;中子被長半衰期或穩定的核分裂產物吸收稱為「反應器結渣」。 暫時性核分裂產物…

中子减速剂

中子減速劑(,又稱中子慢化劑)在一般情况下,可裂變核發射出的中子的飛行速度比可被裂變核捕獲的中子速度要快,因此為了產生鏈式反應,就必須要將中子的飛行速度降下來,这時就會使用中子減速劑。 石墨中的碳元素,以及水中的氫元素都能起到慢化作用。因此通常用於熱中子反應堆慢化劑的有三種材料。 以普通水()的形式存在的氫的輕同位素和普通同位素 氘,以重水()形式存在的氫的重同位素 *碳,以石墨形式存在

原子鐘

噴泉原子鐘,是美國時間和頻率標準,其不確定度約為3×10-16(2013年)。]] 原子鐘()是一種時鐘,它以原子共振頻率標準來計算及保持時間的準確。原子鐘是世界上已知最準確的時間測量和頻率標準,也是國際時間和頻率轉換的基準,用來控制電視廣播和全球定位系統衛星的訊號。 原子鐘並不使用放射性計時,而是使用電子轉變能級時釋放的精確微波訊號。早期的原子鐘為附上工具的激微波。今天最好的原子鐘是以原子噴泉中冷原子的吸收光譜法作爲基礎的。 歷史 利…

增殖性材料

增殖性材料是指本身在热中子的作用下不易发生核裂变,但是通过中子俘获和接下来的核反应能产生可裂变物质的材料。可以通过在核反应堆中接受辐射转换为可裂变物质的天然增殖性材料有如下几种: 钍-232,可以转化为铀-233 铀-234,可以转化为铀-235 铀-238,可以转化为钚-239 在核反应堆中,通过俘获一个中子就可以转化为可裂变材料的人工合成同位素包括: 钚-238,可以转化为钚-239 钚-240,可以转化为钚-241 有一些超铀元素…

核辅助电力系统

核辅助电力系统(Systems Nuclear Auxiliary POWER)英文简称斯纳普(SNAP)计划,是20世纪60年代美国宇航局启动的一项实验性放射性同位素热能发电机和太空核反应堆航天计划。 以奇数编号的核辅助电力系统:放射性同位素热能发电机 利用放射性衰变热能发电的放射性同位素热能发电机。 斯纳普1型 斯纳普1型(SNAP-1)是从未部署的测试样机,它在朗肯循环中使用铈144与汞作为传热流体,成功运行了2500小时。 斯纳…

水下爆炸

水下爆炸是指发生在水体表面下的爆炸。虽然水下爆炸在反舰和潜艇战中很有用,但水下炸弹对沿海设施并不那么有效。2021年,中国人民解放军海军研究院一研究所在一军港组织了一场针对高桩式码头的水下爆炸试验。這是中華人民共和國首次實施此類實驗。 参考文献

RCC-M

RCC-M,《压水反应堆核岛机械设备设计和建造规则》的简称,此法规由法国核岛设备设计和建造规则协会(,縮寫AFCEN)编制,意在规范法国压水反应堆核电站机械设备设计和建造。 外部連結 https://archive.today/20150222070014/https://www.nsan.co.uk/course/rcc-m-fundamentals-nuclear-manufacturers http://www.afcen.com…

核安全

核安全(nuclear safety)包括为了防止核辐射事故以及控制并减轻核事故发生以后的不利影响的措施。 需要采取核安全措施的包括核能发电厂和其它的核设施、以及医用、发电用、工业用和军用的核物质的运输、使用与储存。核能工业中使用的反应堆的安全和性能都有所改进,而且新的内禀安全的反应堆设计已经提出,但是还没有经过测试,因此还无法保证这种反应堆能够设计、建造,并在实际的核电站中应用。在目前的核电站中,仍然需要考虑到错误可能发生,而且也可能…

长寿命裂变产物

長壽命裂變產物一般指由核裂變反應产生的、半衰期超過20萬年的放射性物質。這並非精確的科學定義,比如有人把某些半衰期在20年至100年間的裂變產物也稱作長壽命裂變產物。另外的人則主張把這些半衰期在20年-100年間的裂變產物稱作中等壽命裂變產物。 核廢料放射性的來源 核廢料中含有裂變產物,還含有錒系元素,以及中子活化后的放射性元素(又稱為激活产物)。 短壽命裂變產物 剛出堆的乏燃料在短期内具有極強的放射性,這種放射性大多來源於裂變產物中的…

中子温度

中子温度,亦称中子能量,指的是自由中子的动能,单位通常是电子伏特。由于中子经过不同温度的减速剂会有不同的速度分布,一般可以使用温度来衡量中子的动能。中子的能量分布基本上符合热运动的麦克斯韦-玻尔兹曼分布。定性的来说,温度越高,自由中子的动能也越高。中子的动能、速度和波长之间满足物质波的德布罗意公式。 中子能量分布区间 快中子能量高于1电子伏特、0.1百万电子伏特或者接近1百万电子伏特,有不同的定义。 慢中子能量小于等于0.4电子伏特。 …

先进斯特林放射性同位素发电机

先进斯特林放射性同位素發电机(Advanced Stirling radioisotope generator),简称:ASRG,是美国宇航局格伦研究中心首次开发的放射性同位素发电系统。它使用斯特林能量转换技术将放射性衰变热转换成供航天器使用的电能。该种发电机采用的能量转换过程比以前的放射性同位素系统效率高出四倍,只需使用其他类似发电机四分之一的钚-238就能产生出相同的电力。 尽管先进斯特林放射性同位素发电机的飞行开发合同于2013年…