裂变反应堆物理基础是什么

㈠ 裂变反应堆的反应堆的组成

核燃料一般是浓缩铀，制成棒状，排列在堆芯，质量和体积都超过临界值。反应堆内具有特定形状和结构的核燃料称为燃料元件。反应堆的核心部分称为堆芯，又称活性区。堆芯主要由燃料元件、慢化剂和一些结构部件组成，还需有冷却剂流过堆芯。一般情况下，在堆芯周围设有反射层，把外逸的部分中子送回堆芯，以减少中子的损失。反射层以外是堆的壳体，再外面是屏蔽层。 燃料元件是堆芯的主要部件。大多数反应堆采用圆棒形燃料元件，也有用片形、圆管形、球形、六角管形等元件的。它主要由裂变材料芯片（或芯体）和包壳组成。裂变材料应具有良好的辐照和化学稳定性、高导热系数和低膨胀系数（金属、合金、氧化物或碳化物等形式都可以应用）。可用天然铀，也可用浓缩铀作裂变材料，用钚作裂变材料时可单独使用，也可同铀混合使用。元件包壳起支撑结构作用，同时也用来防止裂变产物外逸污染冷却剂回路，并防止冷却剂同裂变材料直接接触发生腐蚀等不利的化学反应。包壳材料要求对中子有较小的吸收截面，足够的机械强度，良好的热导率，耐辐照，同裂变材料和冷却剂在化学上能相容，价格低廉，易于加工。低温小功率反应堆可以用铝或其合金做元件包壳，核电站用反应堆一般用锆合金做包壳，也有用不锈钢的，在温度高达700℃以上的高温气冷堆中则用石墨做燃料包壳。
238U和232Th本身不易产生裂变，但它们吸收中子后能转变成239Pu和233U等裂变材料。因此又称之为次级裂变材料。在用铀作燃料的反应堆内总有238U存在，由它转化而得的239Pu，一部分在堆内被作为燃料消耗掉，另一部分留存在由堆内卸出的经辐照后的燃料中，将这种辐照后燃料加以化学处理（即后处理），可回收239Pu。将232Th加入燃料元件中放在反射层中，可得到233U。 冷却剂循环流过堆芯，从堆芯取出反应所产生的大量热能，再通过二级热交换器将热能传送到堆外提供能源。
为了利用反应堆中产生的热量，并且不使堆芯和反射层因受到高温而损坏，就要用液体或气体作为冷却剂流经反应堆，把热量引导出来，以产生蒸汽去发电或作为动力，或用于其他方面。冷却剂除应具有同慢化剂相似的性能外，还需要有高导热能力。常用的冷却剂为普通水、重水、氦和二氧化碳等。在快中子增殖堆中则用液态金属钠作冷却剂。冷却剂的用量很大，需要循环使用。即使用普通水作冷却剂，由于对水质的要求很高并在中子照射下带有放射性等原因，也需循环使用。因此，一般情况下，用水泵、风机和管道组成一个冷却回路，让冷却剂在其中循环流动，在一些用于发电的反应堆中，冷却回路被称为一回路，多数情况下其中没有热交换器而是把热能传给二回路中的水，以产生蒸汽送去发电或作为动力。在某些反应堆中，慢化剂和冷却剂用同一种材料。 堆芯周围设有反射层。反射层外是堆的壳体，壳体外面是防止射线伤害人体的混凝土保护墙；反应堆内还设有其他控制系统，以保证安全和调整功率。

㈡ 反应堆物理有哪些重要概念

核反应堆（nuclear reactor）是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。 核反应堆通过合理布置核燃料，使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。
核反应堆是核电站的心脏，它的工作原理是这样的：

原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动汽轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核+载热体。但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子慢化增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施；核反应堆发生事故时，要防止各种事故工况下辐射泄漏，所以反应堆还需要各种安全系统。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料+慢化剂+载热体+控制设施+防护装置+安全设施。

还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序，制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒或者球状燃料才能参与反应堆工作

㈢ 什么是核裂变原理是什么

1、核裂变又称核分裂是指由重的原子核（主要是指铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子，中子再去撞击其它铀-235原子，从而形成链式反应。

2、原理：裂变释放能量是与原子核中质量－能量的储存方式有关。从最重的元素一直到铁，能量储存效率基本上是连续变化的，所以，重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核，就会有能量释放出来。

(3)裂变反应堆物理基础是什么扩展阅读：

主要应用：

核电站和原子弹是核裂变能的两大应用，两者机制上的差异主要在于链式反应速度是否受到控制。核电站的关键设备是核反应堆，它相当于火电站的锅炉，受控的链式反应就在这里进行。核反应堆有多种类型，按引起裂变的中子能量可分为：热中子堆和快中子堆。

热中子的能量在0.1eV（电子伏特）左右，快中子能量平均在2eV左右。运行的是热中子堆，其中需要有慢化剂，通过它的原子与中子碰撞，将快中子慢化为热中子。慢化剂用的是水、重水或石墨。堆内还有载出热量的冷却剂，冷却剂有水、重水和氦等。

根据慢化剂和冷却剂和燃料不同，热中子堆可分为轻水堆（用轻水作慢化剂和冷却剂稍加浓铀作燃料）、重水堆（用重水作慢化剂和冷却剂稍加浓铀作燃料）和石墨水冷堆（石墨慢化，轻水冷却，稍加浓铀），轻水堆又分压水堆和沸水堆。

㈣ 核裂变的基本反应是什么我们该如何应对

核裂变的基本反映是使用中子撞击大原子核，使大原子核裂变为中子和小原子核。

原子是由质子和中子组成的，随着原子的质量的增加，原子核的稳定性也会变低。我们使用中子去撞击较重的原子核，则原子核就会破解，形成别的小原子并释放出中子。比如现在核电站使用的技术就是使用热中子轰击铀-235原子，使铀-235原子核破裂，释放出大量的能量。

所以，科学家们根据这个原理，制造了原子弹。历史上原子弹被轰炸过一个国家，轰炸过的地方虽然已经过去了数十年依然寸草不生，靠近那里的人都遭受到了强烈的核辐射，身体产生变异，每日痛苦不堪。原子弹爆炸的瞬间的光亮，可以让人眼失明。更惨的，是在原子弹爆炸附近的人，直接灰飞烟灭。

面对核裂变，人们要合理地利用，将它用在造福人类的事业上，而不要将其用于战争和残害生命。否则，核裂变将会成为人类的灾难。

㈤ 核裂变原理是什么

核裂变首先由初始中子加速器加速中子，加速了的中子去轰击其他的原子核（目前原子核最容易炸开的只有两种材料铀和钚），其他原子核被炸开，又产生了更多的中子，这些中子又去轰击其他的原子核，这样就产生了核裂变。于是就产生了极高的温度。人类就利用这些温度来发电。
核裂变是一种链式反应，如果不加以控制，就会越来越大，能量会蓄积得不可控制，于是，人们就在核裂变反应堆里插入一根炭棒，这样就可以控制核裂变反应的大小了。