当前位置:首页>创事记>正文
核燃料(核燃料是什么东西)
今天给各位分享核燃料的核燃知识,其中也会对核燃料是料核什么东西进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的燃料问题,别忘了关注本站,什东现在开始吧!核燃
为什么只能用铀和钚来做核燃料?而其它的元素却不行?
人类的生存离不开能量的供应,我们平常所使用的燃料通常都只是化学反应所释放出的能量,从微观角度来看,什东化学反应只是核燃涉及到原子的外层电子,而更强大的料核能量,则隐藏在原子核之中,燃料也就是什东所谓的核能(也称原子能)。
人类获取核能主要有两个途径,核燃即核聚变和核裂变,料核简单来讲,燃料核聚变就是将若干个轻原子核“捏”在一起,核裂变则是将重原子核“掰开”。
就目前的情况来看,虽然人类还无法有效地掌控核聚变释放的能量,但人类对核裂变的应用还是小有成就的,迄今为止,人类已建成了数百个以核裂变为基础的核电站,不过这些核电站所使用的核燃料都是铀和钚。
那么问题就来了,地球上那么多重元素,为什么只能用铀和钚来做核燃料?而其它的元素却不行呢?下面我们就来聊一下这个话题。
原子核是由质子和中子构成,对于反物质而言,构成其原子核的则是反质子和反中子,我们把这些构成原子核的粒子统称为“核子”,一个原子核所包含的“核子”越多,其质量就越大,但科学家却发现,不同元素的原子核,其“核子”的平均质量却是不一样的。
在已知的所有元素中,铁原子核的“核子”平均质量最低,而其它元素的“核子”平均质量则会随着原子序数的增加(原子序数比铁大)或减少(原子序数比铁小)而逐渐递增。
这就意味着,原子序数低于铁的原子核发生核聚变,或者原子序数高于铁的原子核发生核裂变,都会出现质量亏损,而这些亏损的质量就会转变成能量,这可以通过爱因斯坦的质能方程式“E=mc^2”来进行描述。
尽管从理论上来讲,只要是原子序数比铁大的原子核就可以通过核裂变来释放出能量,但由于 科技 水平的限制,人类并不能随心所欲地在原子核的尺寸上来操纵物质,因此人类只能选择核裂变难度最低的元素来做核燃料,这大概需要满足以下几个条件。
1、原子核要足够大:这个道理很简单,原子核所包含的“核子”越多,其本身的稳定性就越差,也就越容易发生核裂变,释放的能量也就越多,所以最佳选择就是元素周期表中的锕系元素。
2、能够大量获取:锕系元素包括锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘和铹等15种元素,其中只有锕、钍、镤、铀、镎和钚在自然界中存在,其它的则只能通过人工合成。可以看到,只是这个条件就淘汰了很多核燃料的“候选者”。
3、能够长期稳定地存在:锕系元素都是放射性元素,它们会自发地发生衰变,很显然,半衰期太短的元素是不适合用来作为核燃料的。
4、能够进行自持式链式裂变:要我们一个接一个地去“掰开”原子核是不现实的,所以最好就是我们只需要提供一个启动的步骤,然后核燃料就可以在不需要外界能量的情况下,持续地发生核聚变并释放出能量。
如上图所示,一个原子核发生裂变之后会释放出几个中子,如果这些中子数量能量足够高,就可能会引发其它原子核的裂变,这就被称为“自持式链式裂变”。
5、核燃料的裂变过程必须是可控的,否则的话就……
在已知的所有元素中,只有铀-235和钚-239能够同时满足以上所有的条件,正是因为如此,人类目前通常都只能用铀和钚来做核燃料。
补充说明一下,虽然自然界中的钚-239非常少,但是钚-239却可以通过人工核反应大量合成,简单来讲就是,我们可以通过人工方式让铀-238原子核捕获到一个中子,在此之后,该原子核就会发生β衰变,从而在短时间内转变成钚-239(以镎-239作为中间体)。
总而言之,地球上的其它元素并不是不能用来做核燃料,只是人类目前还暂时没有掌握相应的 科技 。不过可以想象的是,随着人类 科技 的不断进步,核燃料就不会只限制于一些特定的元素,或许在不太遥远的未来,人类甚至还可以直接用随处可见的石头来做核燃料。
·什么是核燃料?核原料又是什么?核燃料是怎么提供能量?是通过燃烧吗?
核燃料
是可以直接参加
核反应
的物质,大多数是
放射性
,裂变燃料有铀、钚,
聚变燃料
有重氢、重水。核
原料
是未提炼为核燃料的物质。核燃料是通过
核裂变
、聚变产生能量,1千克的铀通过裂变能产生大约1000吨优质煤的能量,聚变的能量更强。
什么是核,核燃料指的是什么核燃料有哪些
核指的是原子核。核燃料指的是能通过核裂变释放出能量的物质。目前人类投入使用的核燃料有两种:铀235 与钚239。
注:核聚变(区别核裂变)可释放出甚至更高的能量但无法控制反应速度所以人类目前核聚变仅用于核武器。
核燃料是什么 核燃料的相关知识
1、核燃料是可在核反应堆中通过核裂变或核聚变产生实用核能的材料。重核的裂变和轻核的聚变是获得实用铀棒核能的两种主要方式。
2、铀235、铀238和钚239是能发生核裂变的核燃料,又称裂变核燃料。其中铀235存在于自然界,而铀233、钚239则是钍232和铀238吸收中子后分别形成的人工核素。从广义上说,钍232和铀238也是核燃料。
3、氘和氚是能发生核聚变的核燃料,又称聚变核燃料。氘存在于自然界,氚是锂6吸收中子后形成的人工核素。
4、核燃料在核反应堆中“燃烧”时产生的能量远大于化石燃料,1千克铀235完全裂变时产生的能量约相当于2500吨煤。
核燃料的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于核燃料是什么东西、核燃料的信息别忘了在本站进行查找喔。
原文链接:http://9166935.skyjuris.com/news/113f16999717.html