核裂变原理 什么是核裂变

什么是核裂变(核裂变原理)
最近HBO制作了一部关于切尔诺贝利的电视剧,引起了很好的反响 。豆瓣评分甚至达到了9.6 。
那么切尔诺贝利发生了什么?今天,我们来谈谈切尔诺贝利 。
切尔诺贝利切尔诺贝利是典型的核电站,其主要原理是核裂变反应 。什么是核裂变?
很多人脑子里通常会想到原子弹 。
然而,这只是作为一种武器 。事实上,核裂变也能为人类活动提供大量能量 。
我们以铀-235为例 。如果我们用中子快速轰击铀-235的原子核,钡和氪就会分离,释放出2-3个中子 。
反应后物质的总质量小于反应前,损失的质量转化为能量 。根据质能方程E = MC ^ 2,我们可以计算出大约释放了200 mev的能量 。
释放的中子可以继续轰击其他铀-235,引起一系列核裂变反应,这被称为链式反应 。
核裂变反应有多剧烈?
这么说吧 。如果只有一克铀-235完全裂变,产生的能量相当于20吨TNT炸药,足以炸毁120米内的建筑物 。
核反应堆切尔诺贝利实际上是一座依靠核裂变反应提供能量的核电站 。主要装置是核反应堆 。核反应堆是如何提供电力的?
我们应该从核反应堆的结构开始 。我们都知道核裂变会释放出大量的能量 。如果冷水被倒入其中,冷水的温度会升高,直到形成蒸汽 。蒸汽从出口排出后,会通过汽轮机变成液态水,同时带动汽轮机旋转,从而供电 。
在整个过程中,核裂变释放的能量可以通过水和蒸汽的状态变化实现汽轮机的旋转,进而提供电能 。
但是我们必须控制反应器的反应速度 。科学家们想到的方法实际上是控制中子数 。如果中子数减少,核裂变反应自然会减少 。反应堆的控制棒可以吸收中子,也就是说我们通过控制插入控制棒的数量来控制反应速率,插入的反应棒越多,反应速率越慢 。
那为什么切尔诺贝利会发生事故呢?
操作错误切尔诺贝利事故与工程师的操作有很大关系 。那时候总有做“停电测试”的计划,意思是停电时如何保持供电 。
科学家们想到了使用柴油发电机的方法,但启动柴油发电机大约需要一分钟,因此需要确保断电后一分钟内能够供电 。科学家发现核裂变反应中仍有余热,可以继续驱动汽轮机运转,靠惯性提供电能 。
因此,他们从1982年开始实验,前三次都失败了 。第四次实验开始于1986年4月26日 。首先需要模拟停电,所以需要降低反应堆的输出功率 。
结果,在这个过程中,在反应堆中产生了衍生物Xe -135,它可以连续吸收中子,这进一步降低了核反应堆的反应速率 。这种现象被称为“反应堆中毒” 。
为了提高反应速度,工作人员想到了拔出控制棒 。然而,根据安全规定,仍需要至少28根控制棒来确保紧急情况下的安全 。但他们只保留了18个 。也就是说,在这个时候,只要有一点扰动,就可能发生爆炸 。
结果不幸的是,由于一系列的误操作,最终发生了爆炸 。应该说,本来是一个小小的失误,却造成了巨大的灾难 。
你真的能埋葬过去吗?事故发生后,消防队第一时间赶来救援,却被告知是一起普通火灾 。结果,由于辐射超标,两人当场死亡,其余28名消防员很快全部死亡 。
当时,1200吨燃料仍在受损的反应堆堆芯燃烧,辐射粒子进入大气层,随风飘散 。这对周围的环境产生了很大的影响 。
因此,我们必须首先控制火势 。苏联政府派出300架直升机向反应堆内投掷混有硼酸的沙袋,共600吨,以控制火势 。但其中27人在几天后死于过度辐射 。
虽然火势得到控制,但并没有遏制住核污染的扩散和核威胁 。特别是过去消防队喷了很多水灭火,积在反应堆下面 。如果熔化的铀和石墨遇到水,就会发生大爆炸 。科学家估计,如果所有的铀都被炸毁,整个欧洲将被夷为平地 。
结果,消防员冒着生命危险进入现场,排干了所有的水 。最后,所有的消防员都牺牲了 。此外,苏联政府还出动直升机投掷2400吨铅块,将大火扑灭 。但是铅遇热会溶解,人吸入铅会中毒,所以这些飞行员都死了 。
这只能解决核威胁 。至于核污染,最大的问题是会渗入地下,污染地下水 。结果,政府转移了1万名矿工,挖了深达150米的隧道,在炉芯周围又挖了30米,注入了大量冷却剂,然后用一层水泥墙包围起来 。未来,这些矿工中有四分之一活不过40岁 。其他幸存者基本上都是疾病缠身 。
然后,苏联在爆炸的反应堆周围建造了一个长170米、宽66米的钢石棺,将整个反应堆封闭起来 。

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