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钚和铀235谁的结合能大

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-06-29 09:28   点击:196  编辑:admin   手机版

一、钚和铀235谁的结合能大

异星工厂铀235和238是通过不同的循环方式来利用的。铀235主要用于核反应堆,而铀238则用于制造钚等物质。铀235经过核分裂后会产生大量能量,但同时也会产生高能中子,这些中子可以再次被吸收,使铀238变成钚239,钚239可以用于制造核武器。而铀238则是通过中子轰击转化成钚,进而产生能量。因此,异星工厂会将铀235和238分别用于不同的循环系统,在不同的环节中循环利用,达到高效利用的目的。

二、钚和铀哪个厉害

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。

铀235是铀(Uranium)元素里中子数为143的放射性同位素,是自然界至今唯一能够发生可控裂变的同位素,主要用做核反应中的核燃料,也是制造核武器的主要原料之一。

铀是原子序数为92的元素,其元素符号是U,是自然界中能够找到的最重元素。在自然界铀有三种同位素存在(铀234、铀235和铀238),均带有放射性。其半衰期为7.00×10^8年,1935年由加拿大科学家邓史达(Arthur Jeffrey Dempster)发现。铀235在天然铀中的含量为0.711%。

铀-235是制造核武器的主要材料之一。但在天然矿石中铀的3种同位素共生,其中铀-235的含量非常低,只有约0.7%。只有把其他同位素分离出去,不断提高铀235的浓度,它才能用于制造核武器。这一加工过程称为铀浓缩。

三、钚239与铀235裂变当量

钚-239的毒性大,生产成本高,要建造复杂的生产堆和后处理厂,才能实现工业化生产。它是通过反应堆中产生的快中子轰击铀-238人工生产的。中子来源于用于天然铀作成的元

件中的铀-235。铀-235裂变中子产额为2-3个,这些中子经慢化后会再次引起铀-235裂变。维持这种裂变反应只需一个次级中子就够了,其余的除被慢化剂等吸收掉外的快中子,即可使天然铀的铀-238转化为钚-239了。所以,生产堆中的核燃料元件,既是燃料,又是生产钚-239的原料。钚-239是从乏燃料元件中分离出来的。实际上,生产堆的作用,就是烧掉一部分天然铀中的铀-235来换取钚-239,平均烧掉一个铀-235原子,得到0.8个钚-239原子。

四、钚239与铀235哪个更贵

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。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7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可以比做潮湿的木头: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),它们就可以用做实用的核燃料了。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值反应堆。

五、铀239变钚239

铀238可以通过吸收中子转变成铀239,然后铀239再经过一系列的衰变反应,最终转变成钚239。

具体来说,铀238在吸收一个中子后,形成铀239,同时释放出一个电子和一个反中子:

U-238 + n → U-239 + e- + anti-nu-e

铀239是一种不稳定的核素,会经历一系列的衰变反应。首先,铀239会发生β-衰变,将其中一个中子转变为质子,并释放出一个电子和一个反电子中微子:

U-239 → Np-239 + e- + anti-nu-e

这样就得到了镎239(Np-239)。接着,镎239会再次发生β-衰变,将另一个中子转变为质子,并释放出一个电子和一个反电子中微子:

Np-239 → Pu-239 + e- + anti-nu-e

这样就得到了钚239(Pu-239)。钚239是一种重要的核燃料,可以用于核能产生和核武器制造等方面。

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