資料卡：核力核能核反應核反應堆相關素材

1、PAGE6核力核力是核子之間的作用力，它是核子組成穩(wěn)定的原子核的非常巨大的力。核力是一種近程力，在大于10-15米的距離時，核力遠比庫侖力小。在小于10-15米的距離時，核力比庫侖力增加得更為迅速，核力與核子是否帶有電荷并無關系。核力的本質(zhì)，目前認為是一種交換力。我們知道電磁力是通過電磁場而作用的，電磁場具有粒子（光子）性，因此電磁力是通過光子的交換來實現(xiàn)的一種交換力。對核力，目前假設，核子之間的相互作用是通過一種特殊的粒子（介子）的交換來實現(xiàn)的。認為中子和質(zhì)子的相互作用是通過帶正、負電的或中性的介子（、-或）的交換來完成的，交換的方式為目前以介子場論作為核力的基本理論，它能作出很多有價值的定

2、性說明，但是這種理論還不完備，還存在嚴重的困難。核力的本質(zhì)，還沒有一個比較完美的理論來說明。核如果一個原子核裂變，會釋放出巨大的能量，這種能量叫做核能。當原子核裂變時，它們也發(fā)出射線，這叫輻射。能發(fā)出放射線的物體具有放射性。太陽里有巨大的能量，在那里原子核不是裂變而是聚變，這是產(chǎn)生核能的另一種方式。在核電站內(nèi)，核反應堆使原子核裂變，以熱能形式釋放能量，熱能被用于產(chǎn)生電能。一顆原子彈產(chǎn)生了巨大的爆炸，成百上千億個原子核同時發(fā)生裂變并釋放出巨大的能量。爆炸以后，危險的核輻射要遺留許多年。右圖中的標記意思是：“危險！放射性！”它被用在有放射性物質(zhì)存在的地方。放射性物質(zhì)是非常危險的，因為它們能引起燃燒

3、，還能使人和動物生病。核反應利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轟擊原子核時，由于相互作用而產(chǎn)生各種變化的過程叫做核反應。在核反應過程中將有能量放出或吸收。所放出或吸收的能量叫做反應能。放出能量的核反應叫做放能反應，吸收能量的核反應叫做吸能反應。歷史上第一個人工核反應是由盧瑟福在1919年實現(xiàn)的，他用粒子（）轟擊氮，產(chǎn)生了的核反應?，F(xiàn)在利用各種加速器和原子核反應堆，能進行上萬種核反應，由此獲得了千余種放射性同位素和各種介子、超子、反質(zhì)子、反中子等基本粒子。任何核反應的過程都遵守能量、動量、質(zhì)量和電荷等守恒定律。這方面的研究對于了解原子核的結構，基本粒子間的相互作用。以及探索新的能源等

4、方面都有重大意義，通過裂變反應而釋放出來的巨大能量在技術上已能加以控制和利用。要發(fā)生吸能反應，入射粒子的能量必須大于閾能。閾能的值大于反應能。如果入射粒子的能量小于閾能，吸能反應就不能發(fā)生。反應能的量值和符號，可以按愛因斯坦相對論的質(zhì)能關系式加以確定。如果引起反應的粒子和靶核的靜止質(zhì)量分別為Ma和M，反應后產(chǎn)物的靜止質(zhì)量分別為Mb和My，根據(jù)質(zhì)量守恒定律應滿足下式：如果m0，則在反應中是放出能量的。反之，當m0時，反應將吸收能量。反應中放出或吸收的能量為E=mc2核反應堆使原子核裂變的鏈式反應能夠有控制地持續(xù)進行而獲得核能的裝置。是利用原子能的一種最重要的大型設備。如果裂變反應達到一定強度后，

5、控制中子倍增系數(shù)K=1，這時裂變鏈式反應就能有控制地按照這一強度進行下去，不發(fā)生爆炸而輸出巨大能量。按照不同的目的和要求，反應堆有許多型式。原子核反應堆主要有三種類型，它們是非均勻反應堆，均勻反應堆和增殖堆。1非均勻反應堆：此種反應堆的中心部分用重混凝土屏蔽，以防止各種放射性射線對反應堆周圍人們的傷害。堆芯部分裝著鈾棒，這些鈾棒是濃縮鈾，這些鈾棒插在減速劑（通常為石墨或重水）中，減速劑的作用是使裂變產(chǎn)生的高速中子和石墨或重水的原子碰撞后變成慢中子，慢中子不會被鈾-238吸收，但能引起鈾-235的分裂，所以減速劑使中子倍增系數(shù)K增加。堆芯中還插有控制棒，它們插在各層鈾棒之間，通常是用碳化硼或鎘制

6、成的，它能吸收中子，控制棒推入深些，吸收的中子就多，逐漸拉出吸收的中子就漸漸減少，通過控制棒插入的深淺可以控制堆芯內(nèi)的中子數(shù)，從而控制了鏈式反應的速度。堆芯的外面是傳熱劑，如液態(tài)鈉吸收了反應堆放出的能量以后，由泵打到熱交換器，在那里把熱量傳給水，然后再回到堆芯去循環(huán)。水獲得熱量后成為蒸氣，可以推動汽輪機工作?？捎糜诎l(fā)電機組的動力，核潛艇的動力等。2均勻反應堆：這種反應堆是將濃縮鈾的鹽類溶解在重水中（重水又作為減速劑），然后通入堆芯，堆芯有一定的體積，在其中進行鏈式反應，鎘棒插入堆芯以控制中子倍增系數(shù)K。溶解著鈾的鹽類的重水本身同時作為傳熱劑，這就是均勻反應堆。3增殖反應堆：當鈾-238俘獲中子以后，經(jīng)過兩次蛻變形成了钚-239。在天然鈾中主要是鈾-238，其中有一部分钚-239。如果有一個钚-239在中子作用下發(fā)生了裂變反應，同時放出幾個中子。其中有一個中子引起其他的钚-239發(fā)生裂變，而剩下的中子被鈾-238俘獲后蛻變成钚-239，這就意味著，這塊天然鈾中不但有钚-239的鏈式反應，而且還有钚-239的增殖。一個增殖反應堆，中心處是活性區(qū)，活性區(qū)內(nèi)是鈾-235和稀釋劑，鈾-235裂變而放出快中子。這些快中子射入圍成一圈的鈾棒使钚-239增殖，當鈾棒中的钚-239增加到一定的程度，增殖和鏈式反應就開始。這種反應堆可以用較易得到的天然鈾作鈾棒，其功率也由控制棒來控制。當需要停止