輻射探測(cè)第五章(2006)

1、Nuclear Fission Nuclear Fusion5.1 原子核的裂變反應(yīng)原子核的裂變反應(yīng)1、自發(fā)裂變和誘發(fā)裂變、自發(fā)裂變和誘發(fā)裂變自發(fā)裂變自發(fā)裂變：沒有外來粒子轟擊，原：沒有外來粒子轟擊，原 子核子核的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。誘發(fā)裂變誘發(fā)裂變：在外來粒子：在外來粒子，原，原 子核子核的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。(1) 自發(fā)裂變自發(fā)裂變(a) 自發(fā)裂變的自發(fā)裂變的：212211YYXAZAZAZ 21AAA 21ZZZ 其中其中(b) 自發(fā)裂變的自發(fā)裂變的 111222,f sYZAYZAQTT 由能量守恒：由能量守恒： 222112,cAZMAZMcAZMQsf 2211,AZAZAZ AZBAZBAZ

2、B,2211 發(fā)生自發(fā)裂變的條件：發(fā)生自發(fā)裂變的條件：0, sfQ從比結(jié)合能曲線看，從比結(jié)合能曲線看，A90即可滿足該條件即可滿足該條件(c) 原子核的穩(wěn)定性與裂變勢(shì)壘原子核的穩(wěn)定性與裂變勢(shì)壘 與與衰變的勢(shì)壘穿透類似，衰變的勢(shì)壘穿透類似，原子核原子核自發(fā)裂變也要穿透一個(gè)勢(shì)壘自發(fā)裂變也要穿透一個(gè)勢(shì)壘，稱為，稱為裂裂變勢(shì)壘變勢(shì)壘。自發(fā)裂變半衰期對(duì)于裂變勢(shì)。自發(fā)裂變半衰期對(duì)于裂變勢(shì)壘的高度非常敏感。壘的高度非常敏感。 以以考德威爾公式考德威爾公式描述自發(fā)裂變半衰期對(duì)描述自發(fā)裂變半衰期對(duì)于裂變勢(shì)壘高度的關(guān)系：于裂變勢(shì)壘高度的關(guān)系： 221 2lg10009.268374.0mZZTSFAA 上式中為什

3、么會(huì)出現(xiàn)上式中為什么會(huì)出現(xiàn) 因子？因子？ AZ2 按按液滴模型液滴模型，裂變時(shí)有兩種力相互競(jìng)裂變時(shí)有兩種力相互競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)：表面張力表面張力將力圖使原子核保持球形；將力圖使原子核保持球形；庫(kù)侖力庫(kù)侖力將使核的形變?cè)龃?，最終有可能使將使核的形變?cè)龃?，最終有可能使它拉長(zhǎng)而裂變。為此，定義它拉長(zhǎng)而裂變。為此，定義裂變參數(shù)裂變參數(shù)：AZAAZEESC232312002 裂變勢(shì)壘的近似公式（裂變勢(shì)壘的近似公式（2/3x1）：）： 03183. 0SbEE 表明隨表明隨 的的加大加大，裂變勢(shì)壘高度降裂變勢(shì)壘高度降低低。因而。因而自發(fā)裂變的概率增加自發(fā)裂變的概率增加。 AZ2對(duì)對(duì) 較小的核較小的核，盡管滿足盡管滿

4、足 但因但因裂變勢(shì)壘太高裂變勢(shì)壘太高，很難穿透勢(shì)壘很難穿透勢(shì)壘，所以，所以，這些核對(duì)自發(fā)裂變是穩(wěn)定的這些核對(duì)自發(fā)裂變是穩(wěn)定的。 0, sfQAZ2穩(wěn)定核：穩(wěn)定核： 球形核勢(shì)能球形核勢(shì)能Vsp橢球形勢(shì)能橢球形勢(shì)能Vel時(shí)，時(shí)， 球形核球形核橢球形核橢球形核裂變裂變 原子核的穩(wěn)定條件：原子核的穩(wěn)定條件： Vel Vsp0 所以實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所以實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，很重的核很重的核才發(fā)生才發(fā)生自發(fā)裂變自發(fā)裂變。(d) 裂變份額裂變份額 重核大多數(shù)具有重核大多數(shù)具有 放射性放射性，自發(fā)裂變自發(fā)裂變與與 衰變衰變是是相互競(jìng)爭(zhēng)的過程相互競(jìng)爭(zhēng)的過程，它們是重核蛻，它們是重核蛻變的兩種形式。變的兩種形式。 發(fā)生自發(fā)裂變過程

5、的衰變常數(shù)記為發(fā)生自發(fā)裂變過程的衰變常數(shù)記為 f 發(fā)生發(fā)生 衰變衰變過程的衰變常數(shù)記為過程的衰變常數(shù)記為 定義為：定義為： fffR 裂變碎片是很不穩(wěn)定的原子核，裂變碎片是很不穩(wěn)定的原子核，一方面一方面碎碎片處于片處于較高的激發(fā)態(tài)較高的激發(fā)態(tài)，另一方面另一方面它們是它們是遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 穩(wěn)穩(wěn)定線的豐中子核定線的豐中子核而發(fā)射中子，所以自發(fā)裂變核又而發(fā)射中子，所以自發(fā)裂變核又是一種很強(qiáng)的是一種很強(qiáng)的。 (2) 誘發(fā)裂變誘發(fā)裂變 在在外來粒子外來粒子的轟擊下，靶核與入射粒子的轟擊下，靶核與入射粒子形成形成復(fù)合核復(fù)合核，復(fù)合核一般處于，復(fù)合核一般處于激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)，當(dāng)，當(dāng)其激發(fā)能大于裂變勢(shì)壘時(shí)其激發(fā)能大于裂

6、變勢(shì)壘時(shí)，會(huì)，會(huì)發(fā)生裂變發(fā)生裂變。(a) 中子誘發(fā)裂變的一般表達(dá)式為：中子誘發(fā)裂變的一般表達(dá)式為：YYXXnAZAZAZAZ2211*1 入射粒子可以是帶電粒子或中子，主要入射粒子可以是帶電粒子或中子，主要研究研究中子誘發(fā)裂變中子誘發(fā)裂變。復(fù)合核復(fù)合核的形成過程中，由的形成過程中，由能量守恒能量守恒： 2*21,cAZMEcAZMmTnn 設(shè)靶核靜止，設(shè)靶核靜止，入射中子的動(dòng)能為入射中子的動(dòng)能為Tn 2*1,cAZMAZMmTEnn 復(fù)合核激發(fā)能復(fù)合核激發(fā)能。nnnAAnTAATmmmT1 21,1,cAZMmAZMAZBnn 復(fù)合核的激發(fā)能復(fù)合核的激發(fā)能： nnTAAAZBE 1,* 復(fù)合核

7、的復(fù)合核的為為和和之和之和。當(dāng)當(dāng) 時(shí)，復(fù)合核會(huì)發(fā)生裂變。時(shí)，復(fù)合核會(huì)發(fā)生裂變。bEE *即：即： bnnETAAAZBE 11,* 對(duì)確定的對(duì)確定的復(fù)合核復(fù)合核，根據(jù)，根據(jù)其裂變勢(shì)壘其裂變勢(shì)壘Eb和和其最后一個(gè)中子的結(jié)合能其最后一個(gè)中子的結(jié)合能Bn(Z,A+1)的大的大小，不等式右邊可以小于等于熱中子能量，小，不等式右邊可以小于等于熱中子能量，也可以大于熱中子能量。這兩種情況對(duì)入也可以大于熱中子能量。這兩種情況對(duì)入射中子能量射中子能量Tn的要求不同。的要求不同。)1,(1 AZBEAATnbn 據(jù)此我們也就可以分可以分據(jù)此我們也就可以分可以分熱中子熱中子核裂變核裂變和和閾能核裂變閾能核裂變兩種

8、情況討論。兩種情況討論。 (b) 熱中子核裂變熱中子核裂變以以 為例，可表示為：為例，可表示為：U235YXUUn *236235由于由于熱中子的能量熱中子的能量 00253. 0 eVTn 1,* AZBEn*236U所以，所以， 的的激發(fā)能激發(fā)能： MeVE545. 6236,921 , 0235,92* 而而 的的裂變勢(shì)壘裂變勢(shì)壘： U236MeVEb9 . 5 故熱中子可以誘發(fā)故熱中子可以誘發(fā) 裂變。裂變。這種這種熱熱中子可誘發(fā)裂變的核素中子可誘發(fā)裂變的核素稱為稱為。U235 bnEAZB ) 1,(c) 閾能核裂變閾能核裂變以以 為例，可表示為：為例，可表示為：U238YXUUn *

9、239238若仍為熱中子，由于若仍為熱中子，由于 00253. 0 eVTn MeVE806. 4239,921 , 0238,92* 而而 的裂變勢(shì)壘：的裂變勢(shì)壘： U239MeVEb2 . 6 故熱中子不能誘發(fā)故熱中子不能誘發(fā) 裂變裂變。這種這種熱中子熱中子不能誘發(fā)裂變的核素不能誘發(fā)裂變的核素稱為稱為。U238 bnEAZB ) 1,(由：由： MeVTn40. 1806. 42 . 62381238 這種這種中子能量必須中子能量必須大于大于一定的數(shù)值一定的數(shù)值才能引起的核裂變稱為才能引起的核裂變稱為。)1,(1 AZBEAATnbn 能誘發(fā)閾能核裂變的中子的最小能能誘發(fā)閾能核裂變的中子的

10、最小能量稱為量稱為。關(guān)于易裂變核與不易裂變核的討論：關(guān)于易裂變核與不易裂變核的討論：1)、中子被核俘獲后形成復(fù)合核，復(fù)合核處于激、中子被核俘獲后形成復(fù)合核，復(fù)合核處于激發(fā)態(tài)，將發(fā)生集體振蕩并改變形狀。發(fā)態(tài)，將發(fā)生集體振蕩并改變形狀。以以 和和 為例為例*236235UUn *239238UUn U236的的86.35/2 AZU23941.35/2 AZ的的U239AZ /2的的 值略小，其裂變概率也略小。值略小，其裂變概率也略小。2)、復(fù)合核的激發(fā)能與裂變勢(shì)壘的關(guān)系。、復(fù)合核的激發(fā)能與裂變勢(shì)壘的關(guān)系。U235為奇為奇N核，歡迎再來一個(gè)中子與它成對(duì)。因此，中核，歡迎再來一個(gè)中子與它成對(duì)。因此，

11、中子與子與 結(jié)合的很緊，結(jié)合能為結(jié)合的很緊，結(jié)合能為 ，而復(fù)合核的，而復(fù)合核的U235MeV545. 6裂變勢(shì)壘僅為裂變勢(shì)壘僅為 ，從而容易裂變。，從而容易裂變。MeV9 . 5U238為偶偶核，外來中子的結(jié)合能比較小，中子與為偶偶核，外來中子的結(jié)合能比較小，中子與的結(jié)合能為的結(jié)合能為 ，而復(fù)合核的裂變勢(shì)壘為，而復(fù)合核的裂變勢(shì)壘為U238MeV806. 4因此中子能量必須大于某一數(shù)值才能發(fā)生核裂變。因此中子能量必須大于某一數(shù)值才能發(fā)生核裂變。MeV2 . 6(d) 誘發(fā)裂變截面誘發(fā)裂變截面saffNII 單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生裂變數(shù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生裂變數(shù)單位時(shí)間內(nèi)入射粒子數(shù)單位時(shí)間內(nèi)入射粒子數(shù)單位面積靶

12、核數(shù)單位面積靶核數(shù)手冊(cè)中常給出多種截面值：手冊(cè)中常給出多種截面值：f a t fa各種反應(yīng)截面的關(guān)系圖：各種反應(yīng)截面的關(guān)系圖：t pot a CN f 裂變截面裂變截面 f與與入射中子能量入射中子能量Tn的關(guān)系：的關(guān)系： nTvvv1100 對(duì)對(duì)慢中子慢中子 ： KeVTn1 規(guī)律規(guī)律v10 是對(duì)是對(duì)熱中子熱中子 eVTn0253. 0 的截面，的截面， 為熱中子速度為熱中子速度 0vsmv22000 對(duì)對(duì) ，b2 .5820 U235對(duì)對(duì)共振中子共振中子，(能量為能量為1eV1KeV)誘發(fā)裂變截面峰值達(dá)幾十巴。誘發(fā)裂變截面峰值達(dá)幾十巴。bf1min 對(duì)對(duì)快中子快中子，在能量約為，在能量約為1

13、MeV時(shí)，時(shí)，除中子誘發(fā)裂變外，除中子誘發(fā)裂變外，帶電粒子帶電粒子和和 射線射線也能引起核裂變。也能引起核裂變。2、裂變后現(xiàn)象、裂變后現(xiàn)象中子進(jìn)入靶核所形成的中子進(jìn)入靶核所形成的復(fù)合核復(fù)合核處于處于激激發(fā)態(tài)發(fā)態(tài)，復(fù)合核可能發(fā)生裂變復(fù)合核可能發(fā)生裂變，裂變會(huì)裂變會(huì)產(chǎn)生裂變碎片產(chǎn)生裂變碎片。 如碎片的如碎片的質(zhì)量質(zhì)量、能量能量、釋放的釋放的中子中子、 射線射線等。等。裂變后現(xiàn)象裂變后現(xiàn)象指指裂變碎片的性質(zhì)裂變碎片的性質(zhì)：YYXXnAZAZAZAZ2211*1 (1) 裂變過程裂變過程(a) 中子被靶核吸收形成中子被靶核吸收形成復(fù)合核復(fù)合核(b) 復(fù)合核裂變?yōu)閮蓚€(gè)復(fù)合核裂變?yōu)閮蓚€(gè)裂變碎片裂變碎片(c

14、) 初級(jí)碎片初級(jí)碎片發(fā)射中子發(fā)射中子(d) 次級(jí)碎片次級(jí)碎片發(fā)射發(fā)射 射線射線(e) 初級(jí)產(chǎn)物初級(jí)產(chǎn)物 -衰變到穩(wěn)定核素衰變到穩(wěn)定核素s1410 s2010 遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 穩(wěn)定線穩(wěn)定線的的豐中子核豐中子核，具有很高的激發(fā)能具有很高的激發(fā)能。s1710 通常為通常為13個(gè)中子，稱為個(gè)中子，稱為瞬發(fā)裂變中子瞬發(fā)裂變中子。s1410 次級(jí)裂片的激發(fā)能小，不能發(fā)射中子，而主要次級(jí)裂片的激發(fā)能小，不能發(fā)射中子，而主要以發(fā)射以發(fā)射 光子形式退激光子形式退激，稱為，稱為瞬發(fā)瞬發(fā) 射線射線。s110 在連續(xù)在連續(xù) 衰變過程中，有些核素可能具有較高的衰變過程中，有些核素可能具有較高的激發(fā)能，可以發(fā)射中子，稱為激發(fā)能

15、，可以發(fā)射中子，稱為緩發(fā)中子緩發(fā)中子。(2) 裂變碎片的質(zhì)量分布裂變碎片的質(zhì)量分布裂變碎片按裂變碎片按質(zhì)量分布質(zhì)量分布的產(chǎn)額。的產(chǎn)額。對(duì)稱分布：對(duì)稱分布：非對(duì)稱分布：非對(duì)稱分布：Z 100 和和 Z 84考慮二分裂情況，考慮二分裂情況，X 和和 Y的質(zhì)量分布的質(zhì)量分布稱為稱為對(duì)稱裂變對(duì)稱裂變90 Z 98稱為稱為非對(duì)稱裂變非對(duì)稱裂變YXAA YXAA 低激發(fā)態(tài)重核低激發(fā)態(tài)重核的裂變多以的裂變多以非對(duì)稱方式非對(duì)稱方式發(fā)生。發(fā)生。如如235U， 裂變碎片質(zhì)量分布呈裂變碎片質(zhì)量分布呈馬鞍形馬鞍形。 重重碎片質(zhì)量的峰值是碎片質(zhì)量的峰值是 A 140，輕碎片質(zhì)量，輕碎片質(zhì)量的峰值為的峰值為 A 96。而

16、對(duì)。而對(duì) A 118 的碎片僅的碎片僅占占0.01%。對(duì)各種裂變核的對(duì)各種裂變核的重碎片的質(zhì)量的峰值重碎片的質(zhì)量的峰值都在都在A 140 附近，而附近，而輕碎片的質(zhì)量輕碎片的質(zhì)量隨裂變核隨裂變核而而改變改變，裂變碎片幾乎包括了大多數(shù)的中，裂變碎片幾乎包括了大多數(shù)的中等質(zhì)量核素。等質(zhì)量核素。裂變碎片裂變碎片是得到放射性同位素的重要來源。是得到放射性同位素的重要來源。(3) 裂變中子裂變中子裂變中子裂變中子可分為可分為瞬發(fā)中子瞬發(fā)中子和和緩發(fā)中子緩發(fā)中子。對(duì)對(duì) 為為Cf252MeVE025. 0179. 2 Un235 MeVE029. 0979. 1 對(duì)對(duì) 為為瞬發(fā)中子瞬發(fā)中子的能量是的能量是連

17、續(xù)連續(xù)的，服從的，服從麥克斯麥克斯韋分布韋分布?？梢郧蟪銎淦骄芰??？梢郧蟪銎淦骄芰?。緩發(fā)中子緩發(fā)中子產(chǎn)生于裂變產(chǎn)物的某些產(chǎn)生于裂變產(chǎn)物的某些衰變鏈中。衰變鏈中。其數(shù)量占全部中子的其數(shù)量占全部中子的1?？煽睾肆炎兊膶?shí)現(xiàn)可控核裂變的實(shí)現(xiàn)取決于取決于緩發(fā)中子緩發(fā)中子的控制。的控制。每次裂變釋放出的平均中子數(shù)每次裂變釋放出的平均中子數(shù) 包括包括 af 瞬發(fā)中子瞬發(fā)中子和和緩發(fā)中子緩發(fā)中子。dp 由于易裂變核吸收一個(gè)低能中子，除發(fā)生裂由于易裂變核吸收一個(gè)低能中子，除發(fā)生裂變外，還可能發(fā)生變外，還可能發(fā)生 反應(yīng)。因此，易裂反應(yīng)。因此，易裂變核每吸收一個(gè)熱中子后，放出的平均中子變核每吸收一個(gè)熱中子后，放

18、出的平均中子數(shù)應(yīng)修正為：數(shù)應(yīng)修正為： , n以以 為例，為例，Un235 51. 2 28. 2 p (4) 裂變能及其在裂變產(chǎn)物中的分配裂變能及其在裂變產(chǎn)物中的分配裂變能定義為由復(fù)合核裂變成碎片所放出的能量。裂變能定義為由復(fù)合核裂變成碎片所放出的能量。由于由于中等質(zhì)量的裂變碎片的比結(jié)合能比重核的比結(jié)合能大，中等質(zhì)量的裂變碎片的比結(jié)合能比重核的比結(jié)合能大，所以裂變必然所以裂變必然放出放出巨大的能量。重核每次裂變大約產(chǎn)生巨大的能量。重核每次裂變大約產(chǎn)生200MeV的裂變能，裂變能大部分分配為裂變碎片的動(dòng)的裂變能，裂變能大部分分配為裂變碎片的動(dòng)能。具體分配表見表能。具體分配表見表5-3。裂變能的定

19、義裂變能的定義(二裂變二裂變)：2221100*2),(),(),(cmAZMAZMAZMMcQnf 激發(fā)態(tài)復(fù)合核的原子質(zhì)量激發(fā)態(tài)復(fù)合核的原子質(zhì)量裂片衰變后穩(wěn)定核的原子質(zhì)量裂片衰變后穩(wěn)定核的原子質(zhì)量3、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和反應(yīng)堆、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和反應(yīng)堆鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：Chain Reaction1) 維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基本條件維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基本條件是裂變放射出來的新一是裂變放射出來的新一代中子中平均代中子中平均至少至少有一個(gè)中子又能引起新的裂變有一個(gè)中子又能引起新的裂變。pfk 前前代代中中子子總總數(shù)數(shù)此此代代中中子子總總數(shù)數(shù)在在無限大的介質(zhì)中無限大的介質(zhì)中，相鄰兩代中子總

20、數(shù)之比稱為，相鄰兩代中子總數(shù)之比稱為中子倍增系數(shù)中子倍增系數(shù) k ：維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件即為維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件即為：1 k為臨界狀態(tài)為臨界狀態(tài) 1 k為超臨界狀態(tài)為超臨界狀態(tài) 1 k實(shí)際上反應(yīng)堆的大小是有限的，也就是說實(shí)際上反應(yīng)堆的大小是有限的，也就是說中子有中子有表面泄漏表面泄漏。維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小核燃料體積，稱為維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小核燃料體積，稱為臨界體積臨界體積；與臨界體積相對(duì)應(yīng)的核燃料的質(zhì)量稱為與臨界體積相對(duì)應(yīng)的核燃料的質(zhì)量稱為臨界質(zhì)量臨界質(zhì)量。對(duì)有限大小的反應(yīng)堆，考慮到中子的對(duì)有限大小的反應(yīng)堆，考慮到中子的表面泄漏，引入表面泄漏，引入有效倍增系數(shù)有效倍增系數(shù)：pPfkeff 中子不泄漏的

21、概率中子不泄漏的概率 k2) 反應(yīng)堆的控制反應(yīng)堆的控制反應(yīng)堆要維持反應(yīng)堆要維持可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，須對(duì)反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)控，須對(duì)反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)控制，主要是控制制，主要是控制中子的密度中子的密度，從而改變，從而改變 。effk用用吸收熱中子截面很大的材料吸收熱中子截面很大的材料如如 作成作成柱形控柱形控制棒制棒，由插入反應(yīng)堆活性區(qū)的，由插入反應(yīng)堆活性區(qū)的深淺深淺來控制來控制中子的中子的密度密度。 BCd,反應(yīng)堆單位時(shí)間內(nèi)平均增長(zhǎng)的中子數(shù)為：反應(yīng)堆單位時(shí)間內(nèi)平均增長(zhǎng)的中子數(shù)為： / )1)()( effktndttdn /)1()0()(tkeffentn 定義反應(yīng)堆周期定義反應(yīng)堆周期 T：)1/( e

22、ffkT 一代時(shí)間一代時(shí)間 決定于決定于中子發(fā)射時(shí)間中子發(fā)射時(shí)間 1和和中子慢化時(shí)間中子慢化時(shí)間 2。21 通常在石墨慢化劑中，通常在石墨慢化劑中， s001. 02 如果僅考慮如果僅考慮瞬發(fā)中子瞬發(fā)中子， s15110 s001. 02 則：則：005. 1 effk若?。喝羧。簞t在則在1s之后，之后，)0(150)0()0() 1 (5001. 0/ )1005. 1(nenenn 對(duì)對(duì)緩發(fā)中子緩發(fā)中子，則中子發(fā)射時(shí)間由，則中子發(fā)射時(shí)間由衰衰變的半衰期決定。平均有變的半衰期決定。平均有 s1 . 01 s1 . 01 則：則：005. 1 effk若?。喝羧。簞t在則在1s之后，之后，)0(

23、05. 1)0()0() 1 (05. 01 . 0/ )1005. 1(nenenn 為了使緩發(fā)中子發(fā)揮作用，要合理為了使緩發(fā)中子發(fā)揮作用，要合理選擇選擇 值。通常選取在不考慮緩發(fā)中值。通常選取在不考慮緩發(fā)中子時(shí)子時(shí) ，只有緩發(fā)中子也參與裂，只有緩發(fā)中子也參與裂變時(shí)，才有變時(shí)，才有 。1 effkeffk1 effk3) 裂變反應(yīng)堆裂變反應(yīng)堆 根據(jù)引起裂變的中子能量，反應(yīng)堆可分根據(jù)引起裂變的中子能量，反應(yīng)堆可分為為熱中子反應(yīng)堆熱中子反應(yīng)堆和和快中子反應(yīng)堆快中子反應(yīng)堆。若采用對(duì)中子吸收很弱的慢化劑將裂變中子迅速若采用對(duì)中子吸收很弱的慢化劑將裂變中子迅速降到熱能，利用降到熱能，利用 235U 熱

24、中子裂變截面很大的特點(diǎn)，熱中子裂變截面很大的特點(diǎn)，可以用天然鈾或低濃縮鈾來實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)?？梢杂锰烊烩櫥虻蜐饪s鈾來實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 若用高濃縮的若用高濃縮的233U或或239Pu作為核燃料，在這種反作為核燃料，在這種反應(yīng)堆中沒有專門的減速劑，引起裂變的中子主要應(yīng)堆中沒有專門的減速劑，引起裂變的中子主要靠能量較高的中子，稱為靠能量較高的中子，稱為快中子反應(yīng)堆快中子反應(yīng)堆?？熘凶??？熘凶臃磻?yīng)堆可實(shí)現(xiàn)裂變材料的增殖反應(yīng)，而大大提高反應(yīng)堆可實(shí)現(xiàn)裂變材料的增殖反應(yīng)，而大大提高核燃料的利用。核燃料的利用。 反應(yīng)堆必須有鈾棒、慢化劑（水或石墨）、控制棒、反射反應(yīng)堆必須有鈾棒、慢化劑（水或石墨）、控制棒、反射層、

25、壓力殼及熱交換器、水等組成。層、壓力殼及熱交換器、水等組成。 4、原子彈、原子彈Length:Diameter:Weight:Yield:10 feet 8 inches5 feet10,000 lbs22 kilotons When uranium undergoes fission, an average of 2.5 neutrons are released. These neutrons trigger other nuclei to undergo fission. Calculations show that if a chain reaction is not controlled it could result in a violent explosion. If the energy in 1 Kg of uranium were releas