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詞條名稱:核反應

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核反應

任何在反應過程中使參與反應的原子核結構發生變化的反應都叫核反應。

核反應通常可分為四類,即:衰變、粒子轟擊、裂變、聚變等四類。其中各部分亦互相有所重疊,比如裂變和聚變其實來自於粒子轟擊,而各種核反應大部分皆伴隨著衰變。

核反應包含了核反應包含了任何改變原子核的反應。而在現在利用加速器和原子核反應爐的技術中,目前已經進行超過一萬種以上的核反應。並藉此旯獲得千餘種放射性同位素和各種介子、超子、反質子、反中子等粒子。

典型核分裂

以中子轟擊鈾-235核產生核分裂為例:

首先,中子轟擊鈾-235核,鈾核結合轟擊的中子,形成複合核—鈾-236。因鈾-236的不穩定,迅速的分裂成兩個新的質量較小的核,並放出幾個中子。而所撞擊產生的中子重複上述動作撞擊周遭的鈾-235核,以此來不斷產生核分裂反應。需要特別說明的是,裂變產物碎片並不是確定的,它的元素分布跨度非常大。低能中子誘發裂變和絕大多數自發裂變的產物質量分布曲線呈雙峰狀,

一般來說,只有重核才能進行核裂變。並且,如果入射中子能量足夠高,所有的重核都能進行核分裂。

核能發展史

1951美國完成全世界第一個的實驗反應器EBR-I完成。

1952美國氫彈試爆。

1954全世界第一個核能發電廠在蘇聯啟用。

1956英國Calder Hall反應爐開始運轉。

1957國際原子能總署(IAEA)成立。

1978台灣第一所核能發電廠商轉。

1979美國三哩島核能電廠事故。

1981台灣第二所核能發電廠開始運轉。

1984台灣第三所核能發電廠開始運轉。

1986蘇聯車諾比(Chernobyl)核電廠發生事故。

1995聯合國通過停止核子試爆決議。

2011日本福島電廠受地震影響發生事故。

核能發電

從定義上看,核電站之所以稱之為核電站,是因為它有一套特殊的能量轉換關係。它的最初能量來源來自維繫核子的核能。

一種核素通過裂變(或聚變)的方式轉變為新的核素。這個轉變的過程導致系統總質量出現了「虧損」,也就是說部分質量轉變成了能量。這種釋放出來的能量就是所謂的核能。

釋放出來的核能大部分由各種裂變碎片攜帶,碎片在反應爐中不斷的相互撞擊、傳遞能量,使得反應爐中的粒子平均動能增加。也就是說核能轉化為了熱能。

一旦獲得了熱能,剩下的就好辦了,因為我們有利用熱能發電的火電廠(熱電廠)作為設計原型。與這些電廠的設計類似,核電站利用生成的熱能加熱水產生蒸汽,蒸汽膨脹推動汽輪機轉動。從而將熱能轉化為汽輪機的機械能。汽輪機與發電機使用同一根軸相連,使得發電機與汽輪機一起轉動。這樣發電機從汽輪機處獲得了機械能也轉動起來。

最後,發電機的轉動使發電機線圈切割磁感線,從而產生了電能。使用輸電線路傳輸到電網當中。

參考文獻

台灣電力公司

社團法人中華民國核能學會

核反應

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