科普系列-2：核電的相關東西

大家好，小編今天講講核電的相關東西。

想必核反應的基本原理各位都不陌生吧，小編就不講了。小編就從核燃料鈾-235的生產開始講吧。

鈾礦有多種形狀和顏色。

鈾-235的自然丰度很低，只有0.7%，而核燃料的鈾-235含量有3%以上，原子彈則高達90%。當然，核潛艇，核航母之類的武器，由於更換核燃料極其不方便，其核反應堆使用的燃料濃度也高達90%以上，以增加使用時間。法國戴高樂號航母就由於核燃料濃度不高而經常大修更換核燃料，無法出戰。

比較常用的濃縮方法是氣體離心法。鈾礦開採出來裡面有各種雜質，除雜的過程就不詳細講了。除雜之後得到的黃餅（重鈾酸銨），是重要的原料。

黃餅經過幾個化學反應後得到六氟化鈾。六氟化鈾有著易於升華和凝華的特性，所以很適合進行氣體離心。由於進行一次離心能夠富集的鈾-235很少，所以要得到武器級的鈾需要上千次的離心，這就使得生產鈾-235極其耗資。離心機應該都不陌生，這裡也不細講了。

先不講武器級的核燃料，就講民用的。富集得到大約丰度為4.5%的鈾-235後，需要將六氟化鈾轉化為氧化鈾並燒結為陶瓷氧化鈾顆粒。陶瓷氧化鈾顆粒外形有點像沒底的酒瓶（不過要小很多），一節一節可以套起來。日本曾經在燒結陶瓷釉的時候發生過一起事故。一名員工操作失誤將超過臨界值（不解釋了）1.9倍的核燃料倒在了一起，立即產生白藍光反應，在場的幾名員工收到嚴重的輻射。核燃料棒進行進一步加工組合形成燃料棒。

再講講核事故。

首先肯定是切爾諾貝利，想必不陌生。小編認為，切爾諾貝利事故完全是人禍。切爾諾貝利的四號機組有著先天的設計缺陷，再加上為了趕工期，許多防火材料居然被換成易燃材料，這就是事故的誘因。當時的理論也不完善：放下控制棒是可以控制核心溫度，但是在放下的一瞬間，會釋放大量熱量。當時已經發現反應堆溫度過高，反應度產生的水蒸氣已經可以頂起數噸重的鉛錠，而這時操作員選擇放下所有控制棒，這就使本來已經幾乎過載失控反應堆，瞬間產生大量水蒸氣進而爆炸。再者，當事故發生，第一批進行救援的消防員被告知的是普通火災，沒有進行任何防護；反應堆出事的報告不是在層層審批，就是被扣住了。綜上，小編認為切爾諾貝利完全是一場人禍。

再韶韶福島核電站事故。福島核電站4號反應堆之所以被關注，是因為其採用了一個比較新的技術的反應堆：快中子增殖反應堆。這種反應堆的核燃料是鈈-239和鈾-238（貧鈾）按一定比例混合而成。鈈-239首先反應，裂變釋放快中子，轟擊鈾-238，又產生鈈-239。因此，核燃料在一定時間內會越用越多。故名 快中子 增值 反應堆。這種反應堆一旦失控，其危險程度不言而喻，因此才會受所有人關注。

這期就到這兒，下期小編講講無線電。

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