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发信人: yanyanyan (风), 信区: Physics
标  题: ６５　增殖反应堆是什么东西？
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月21日17:29:13 星期三), 站内信件


６５　增殖反应堆是什么东西？

　　铀２３５是实用的核燃料。这就是说，慢中子会使铀
２３５原子发生裂变（一分为二），并且产生更多的慢中子，
而这些慢中子又会进一步引起其他铀原子裂变，使裂变过程
持续下去。由于同样的原因，铀２３３和钚２３９也是实用
的核燃料。
　　遗憾的是，天然存在的铀２３３和钚２３９的数量真是
微乎其微，而铀２３５的数量虽然比较可观，但也相当稀少。
在任何一块天然铀的标本中，每一千个铀原子当中只有七个
是铀２３５，其余的都是铀２３８。
　　铀２３８是最常见的一种铀，但它却不是实用的核燃料。
铀２３８也能在中子作用下发生裂变，但只有快中子才能做
到这一点。那些分裂成两半的铀２３８会产生一些慢中子，
而慢中子不足以引起进一步的裂变。铀２３８可以比作潮湿
的木头：你可以把它烧着，但它最后还是要熄灭的。
　　但是，假定把铀２３５同铀２３８分离开来（这是一个
相当艰巨的任务），并且用铀２３５来建造一个原子核反应
堆，这时，构成反应堆燃料的那些铀２３５原子就会发生裂
变，并向四面八方发射出无数慢中子。如果这个反应堆包着
一个用普通铀（其中绝大部分是铀２３８）制成的外壳，那
么，射入这个外壳的中子就会被铀２３８所吸收。这些中子
不可能迫使铀２３８发生裂变，但却会使铀２３８发生另外
的变化，最后就会产生钚２３９。如果把这些钚２３９从铀
里面分离出来（这是个相当容易完成的任务），它们就可以
用作实用的核燃料了。
　　能够用这种方式产生新燃料去代替用掉的燃料的反应堆
就是增殖反应堆。一座设计得当的增殖反应堆所生产的钚
２３９，在数量上要多于消耗掉的铀２３５。利用这种办法，
就可以使地球上的全部铀——而不仅仅是稀有的铀２３５——
都变成潜在的燃料来源。
　　天然存在的钍完全是由钍２３２组成的。钍２３２就象
铀２３８一样，也不是实用的核燃料，因为要有快中子才能
使它发生裂变。
　　不过，如果把钍２３２放进包着核反应堆的外壳里，钍
２３２原子就会吸收慢中子，并且尽管它不发生裂变，最后
却会变成铀２３３原子。由于铀２３３是一种很容易同钍分
离开来的实用燃料，这样做的结果便又实现了另一种增殖反
应堆，它会把地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料。
　　地球上的铀和钍的总量大约比铀２３５一项的蕴藏量多
８００倍。这就是说，如果适当地利用增殖反应堆，就可以
通过原子核裂变发电厂把地球上的潜在能源增加８００倍。
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