快中子增殖反应堆与常规核电站有何不同?
纽约州阿默斯特 MJW 公司的资深健康物理学家 P. Andrew Karam 解释说
除了像常规核电站一样发电外,快中子增殖反应堆还利用所谓快中子生产比其消耗量多达 30% 的燃料。
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核反应堆通过裂变产生能量,裂变是原子核分裂成两个或多个较小原子核的过程。在裂变过程中,少量质量转化为能量,反应堆通过受控链式反应来利用这种能量;当铀核分裂时,它会产生两个或多个中子,这些中子会被其他原子核吸收,导致它们也发生裂变。随着更多中子依次释放,就会发生连续裂变。裂变产生具有高能量的中子,这些中子移动速度极快。这些快中子不能有效地引起裂变。为了维持反应,大多数反应堆使用慢化剂(通常是水或氦)来减慢中子速度,使其达到最佳能量。
相比之下,快堆使用效率较低的冷却剂,例如液态钠,因此中子保持高能量。尽管这些快中子不太擅长引起裂变,但它们提供了一个额外的好处:它们很容易被同位素铀 238 捕获,然后变成钚 239。某些反应堆设计最大限度地提高钚的产量,以用作燃料或生产核武器;能够生产比消耗更多燃料的反应堆称为增殖堆。它们通过利用自然界中铀 238(不易裂变)相对于铀 235(容易裂变)的天然优势来实现这一点。
商业核反应堆通常使用已浓缩的铀燃料,使其铀 235 的含量高达 8%。尽管这种少数同位素完成了大部分裂变以产生能量,但燃料中的大多数原子是铀 238——潜在的未来钚 239 原子。
钚 239 碰巧比铀 235 更容易裂变,但这种裂变会降低燃料中钚的含量。这就是为什么许多增殖反应堆是快堆的原因。快中子非常适合钚的生产,因为它们很容易被铀 238 吸收以产生钚 239,但与慢速中子相比,引起的裂变更少。
在核反应堆中制造额外的燃料并非没有顾虑:产生的钚可能会导致核扩散,而钚提取所需的燃料后处理会产生放射性废物,并可能导致高辐射暴露。由于这些原因,吉米·卡特总统于 1977 年在美国停止了这种后处理。今天,只有印度、俄罗斯、日本和中国拥有运行中的快中子增殖堆计划;美国、英国、法国和德国实际上已经关闭了他们的计划。
下雨时蝴蝶做什么?
马里兰大学昆虫学教授 Michael Raupp 提供了这个答案
蝴蝶在雨中最终所做的事情是躲避雨水。暴风雨绝非小事——对于一只 500 毫克的帝王蝶来说,被 70 毫克的雨滴击中,相当于你我被质量是小保龄球两倍的水球击中。
暴风雨也可能阻碍蝴蝶的移动性。在准备飞行时,这些空中杂技演员会将翅膀暴露在阳光直射下,阳光会迅速温暖它们的飞行肌肉。阴沉的天空阻挡了它们起飞所需的太阳辐射。
因此,当天空变暗时,蝴蝶会在它们的栖息地寻找庇护:受保护的地方,例如高高的草丛或绿叶植物。但是,当阳光返回时,它们通常会在几分钟内恢复巡逻和求偶。因此,下次雷声隆隆时,请向蝴蝶学习:寻找庇护所,但一旦太阳回来,就出去享受吧。
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