裂變反應堆物理基礎是什麼

㈠ 裂變反應堆的反應堆的組成

核燃料一般是濃縮鈾，製成棒狀，排列在堆芯，質量和體積都超過臨界值。反應堆內具有特定形狀和結構的核燃料稱為燃料元件。反應堆的核心部分稱為堆芯，又稱活性區。堆芯主要由燃料元件、慢化劑和一些結構部件組成，還需有冷卻劑流過堆芯。一般情況下，在堆芯周圍設有反射層，把外逸的部分中子送回堆芯，以減少中子的損失。反射層以外是堆的殼體，再外面是屏蔽層。 燃料元件是堆芯的主要部件。大多數反應堆採用圓棒形燃料元件，也有用片形、圓管形、球形、六角管形等元件的。它主要由裂變材料晶元（或芯體）和包殼組成。裂變材料應具有良好的輻照和化學穩定性、高導熱系數和低膨脹系數（金屬、合金、氧化物或碳化物等形式都可以應用）。可用天然鈾，也可用濃縮鈾作裂變材料，用鈈作裂變材料時可單獨使用，也可同鈾混合使用。元件包殼起支撐結構作用，同時也用來防止裂變產物外逸污染冷卻劑迴路，並防止冷卻劑同裂變材料直接接觸發生腐蝕等不利的化學反應。包殼材料要求對中子有較小的吸收截面，足夠的機械強度，良好的熱導率，耐輻照，同裂變材料和冷卻劑在化學上能相容，價格低廉，易於加工。低溫小功率反應堆可以用鋁或其合金做元件包殼，核電站用反應堆一般用鋯合金做包殼，也有用不銹鋼的，在溫度高達700℃以上的高溫氣冷堆中則用石墨做燃料包殼。
238U和232Th本身不易產生裂變，但它們吸收中子後能轉變成239Pu和233U等裂變材料。因此又稱之為次級裂變材料。在用鈾作燃料的反應堆內總有238U存在，由它轉化而得的239Pu，一部分在堆內被作為燃料消耗掉，另一部分留存在由堆內卸出的經輻照後的燃料中，將這種輻照後燃料加以化學處理（即後處理），可回收239Pu。將232Th加入燃料元件中放在反射層中，可得到233U。 冷卻劑循環流過堆芯，從堆芯取出反應所產生的大量熱能，再通過二級熱交換器將熱能傳送到堆外提供能源。
為了利用反應堆中產生的熱量，並且不使堆芯和反射層因受到高溫而損壞，就要用液體或氣體作為冷卻劑流經反應堆，把熱量引導出來，以產生蒸汽去發電或作為動力，或用於其他方面。冷卻劑除應具有同慢化劑相似的性能外，還需要有高導熱能力。常用的冷卻劑為普通水、重水、氦和二氧化碳等。在快中子增殖堆中則用液態金屬鈉作冷卻劑。冷卻劑的用量很大，需要循環使用。即使用普通水作冷卻劑，由於對水質的要求很高並在中子照射下帶有放射性等原因，也需循環使用。因此，一般情況下，用水泵、風機和管道組成一個冷卻迴路，讓冷卻劑在其中循環流動，在一些用於發電的反應堆中，冷卻迴路被稱為一迴路，多數情況下其中沒有熱交換器而是把熱能傳給二迴路中的水，以產生蒸汽送去發電或作為動力。在某些反應堆中，慢化劑和冷卻劑用同一種材料。 堆芯周圍設有反射層。反射層外是堆的殼體，殼體外面是防止射線傷害人體的混凝土保護牆；反應堆內還設有其他控制系統，以保證安全和調整功率。

㈡ 反應堆物理有哪些重要概念

核反應堆（nuclear reactor）是能維持可控自持鏈式核裂變反應，以實現核能利用的裝置。 核反應堆通過合理布置核燃料，使得在無需補加中子源的條件下能在其中發生自持鏈式核裂變過程。
核反應堆是核電站的心臟，它的工作原理是這樣的：

原子由原子核與核外電子組成。原子核由質子與中子組成。當鈾235的原子核受到外來中子轟擊時，一個原子核會吸收一個中子分裂成兩個質量較小的原子核，同時放出2—3個中子。這裂變產生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核，引起新的裂變。如此持續進行就是裂變的鏈式反應。鏈式反應產生大量熱能。用循環水(或其他物質)帶走熱量才能避免反應堆因過熱燒毀。導出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動汽輪機發電。由此可知，核反應堆最基本的組成是裂變原子核+載熱體。但是只有這兩項是不能工作的。因為，高速中子會大量飛散，這就需要使中子慢化增加與原子核碰撞的機會；核反應堆要依人的意願決定工作狀態，這就要有控制設施；鈾及裂變產物都有強放射性，會對人造成傷害，因此必須有可靠的防護措施；核反應堆發生事故時，要防止各種事故工況下輻射泄漏，所以反應堆還需要各種安全系統。綜上所述，核反應堆的合理結構應該是：核燃料+慢化劑+載熱體+控制設施+防護裝置+安全設施。

還需要說明的是，鈾礦石不能直接做核燃料。鈾礦石要經過精選、碾碎、酸浸、濃縮等程序，製成有一定鈾含量、一定幾何形狀的鈾棒或者球狀燃料才能參與反應堆工作

㈢ 什麼是核裂變原理是什麼

1、核裂變又稱核分裂是指由重的原子核（主要是指鈾核或鈈核）分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。原子彈或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見，熱中子轟擊鈾-235原子後會放出2到4個中子，中子再去撞擊其它鈾-235原子，從而形成鏈式反應。

2、原理：裂變釋放能量是與原子核中質量－能量的儲存方式有關。從最重的元素一直到鐵，能量儲存效率基本上是連續變化的，所以，重核能夠分裂為較輕核(到鐵為止)的任何過程在能量關繫上都是有利的。如果較重元素的核能夠分裂並形成較輕的核，就會有能量釋放出來。

(3)裂變反應堆物理基礎是什麼擴展閱讀：

主要應用：

核電站和原子彈是核裂變能的兩大應用，兩者機制上的差異主要在於鏈式反應速度是否受到控制。核電站的關鍵設備是核反應堆，它相當於火電站的鍋爐，受控的鏈式反應就在這里進行。核反應堆有多種類型，按引起裂變的中子能量可分為：熱中子堆和快中子堆。

熱中子的能量在0.1eV（電子伏特）左右，快中子能量平均在2eV左右。運行的是熱中子堆，其中需要有慢化劑，通過它的原子與中子碰撞，將快中子慢化為熱中子。慢化劑用的是水、重水或石墨。堆內還有載出熱量的冷卻劑，冷卻劑有水、重水和氦等。

根據慢化劑和冷卻劑和燃料不同，熱中子堆可分為輕水堆（用輕水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料）、重水堆（用重水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料）和石墨水冷堆（石墨慢化，輕水冷卻，稍加濃鈾），輕水堆又分壓水堆和沸水堆。

㈣ 核裂變的基本反應是什麼我們該如何應對

核裂變的基本反映是使用中子撞擊大原子核，使大原子核裂變為中子和小原子核。

原子是由質子和中子組成的，隨著原子的質量的增加，原子核的穩定性也會變低。我們使用中子去撞擊較重的原子核，則原子核就會破解，形成別的小原子並釋放出中子。比如現在核電站使用的技術就是使用熱中子轟擊鈾-235原子，使鈾-235原子核破裂，釋放出大量的能量。

所以，科學家們根據這個原理，製造了原子彈。歷史上原子彈被轟炸過一個國家，轟炸過的地方雖然已經過去了數十年依然寸草不生，靠近那裡的人都遭受到了強烈的核輻射，身體產生變異，每日痛苦不堪。原子彈爆炸的瞬間的光亮，可以讓人眼失明。更慘的，是在原子彈爆炸附近的人，直接灰飛煙滅。

面對核裂變，人們要合理地利用，將它用在造福人類的事業上，而不要將其用於戰爭和殘害生命。否則，核裂變將會成為人類的災難。

㈤ 核裂變原理是什麼

核裂變首先由初始中子加速器加速中子，加速了的中子去轟擊其他的原子核（目前原子核最容易炸開的只有兩種材料鈾和鈈），其他原子核被炸開，又產生了更多的中子，這些中子又去轟擊其他的原子核，這樣就產生了核裂變。於是就產生了極高的溫度。人類就利用這些溫度來發電。
核裂變是一種鏈式反應，如果不加以控制，就會越來越大，能量會蓄積得不可控制，於是，人們就在核裂變反應堆里插入一根炭棒，這樣就可以控制核裂變反應的大小了。