核反应堆燃烧后的核废料,可以拿来制造原子

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众所周知,当铀受到中子的撞击时,它会裂变成钡和氪并释放出两个或三个中子。如果这些释放的中子再撞击其它铀原子核的话,那么它将引发进一步的裂变。如果该过程不断重复,那么它将引发链式反应。这个过程如果不受控制,它就是一种核武器;如果它受到控制,那么它就是一种核反应堆。事实上,铀有两种天然存在的同位素:铀和铀,能引发链式反应的就只有铀,而铀只会吸收中子阻碍反应的进行。但是,在自然界中,铀只占0.7%,所以要对其进行提纯才能使用。一般情况下,武器级别的铀浓度要达到90%以上,而反应堆中的铀%浓度只需要在3%到5%之间就行了。但是,如果核反应堆中的燃料消耗完之后,我们能否利用这些剩下的废料来制造原子弹呢?如果你想的是以铀为材料的原子弹,那么在反应堆消耗之后,铀的含量是不足以制造原子弹的。但是,如果用钚来制造原子弹,那么情况就有所不同了。钚也是一种放射性化学元素,不过它在自然界中不能天然存在,只能通过核反应堆人为制造。当中子被铀所吸收的时候,它会在快速的β衰变中变成钚,然后经过工厂处理之后可从铀中分离出来。原子弹为了维持自身的链式反应,裂变材料需要达到临界质量以上。临界质量受到几个因素的影响,这包括材料的形状、密度和纯度等。以钚为材料的原子弹,要达到要求最低的临界质量,钚球的直径大小为10厘米,质量大约为10公斤。如果是一般的核反应堆,那么要生产10公斤的钚,需要运行3年的时间,期间还要频繁更换燃料和进行热燃料的后处理。如果是经过特殊设计的钚生产反应堆,那么只需要3个月的时间就行,并且生产出来的钚浓度非常高,基本上不用再进行提纯。事实上,如果使用中子反射器的话,那么钚的临界质量可以下降到5公斤左右。年,美国在内华达试验场进行了钚的测试,虽然它的含量没有公布,但外界纷纷猜测它至少为85%。一座兆瓦的轻水反应堆每年产生25吨核废料,其中就包含有公斤的钚。除了钚外,还有其它钚的同位素,例如钚和钚。钚除了制造武器之外,它还有许多和平的用途。钚可以用于正在开发的第四代快中子反应堆。航天上也它的应用,美国宇航局的两个旅行者号飞船所携带的核动力的原材料就是钚,它至今已经运行了30多年了。基本上美国宇航局的核动力飞船和漫游者使用的都是它。

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