從來(lái)源上來(lái)看,當(dāng)然有天然核反應(yīng)堆和人工核反應(yīng)堆,先手把手教你制作人工反應(yīng)堆,然后再科普下天然反應(yīng)堆。壓力容器為核管制材料,在市場(chǎng)上沒(méi)有許可證買(mǎi)不到,在燃料組件中留有專(zhuān)門(mén)的孔用來(lái)插控制棒,下面簡(jiǎn)要科普下天然反應(yīng)堆天然核反應(yīng)堆自然界中存在天然核反應(yīng)堆已經(jīng)被證實(shí),貧化的鈾礦石和地?zé)岫甲C明天然的核裂變是存在的。
1、我國(guó)準(zhǔn)備測(cè)試釷反應(yīng)堆,它比鈾反應(yīng)堆先進(jìn)在哪里?
釷反應(yīng)堆并不是一件新東西,剛開(kāi)始搞核電的時(shí)候,就有人提出來(lái)。當(dāng)初美國(guó)人搞核反應(yīng)堆的時(shí)候有兩條技術(shù)路線,一個(gè)就是杜反應(yīng)堆,另一個(gè)是鈾反應(yīng)堆,釷的好處是儲(chǔ)量大,鈾反應(yīng)堆的好處是能提煉钚,而且技術(shù)難度也不大,而钚可以制造核武器。當(dāng)初美蘇爭(zhēng)霸,發(fā)展核武器是非要重要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域,所以美國(guó)人最終還是選擇了鈾反應(yīng)堆,鈾反應(yīng)堆的好處很多,但世界上鈾的儲(chǔ)量有限,未來(lái)人類(lèi)的能源不可能靠鈾去支撐,而核聚變技術(shù)難度太大,實(shí)用遙遙無(wú)期,所以人們又把目光重新轉(zhuǎn)向了釷,釷的儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于鈾,而且實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度也不是非常大,但他的技術(shù)目前還不夠成熟,還需要一定的時(shí)間,
2、核反應(yīng)堆是怎么來(lái)的?
從來(lái)源上來(lái)看,當(dāng)然有天然核反應(yīng)堆和人工核反應(yīng)堆,先手把手教你制作人工反應(yīng)堆,然后再科普下天然反應(yīng)堆。人工反應(yīng)堆人工反應(yīng)堆比較復(fù)雜,首先需要以下材料:下圖所示:壓力容器一、壓力容器這是核反應(yīng)的場(chǎng)所,就像化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)釜,商用壓水堆要求一回路承壓25兆帕,如果做個(gè)小型的反應(yīng)堆,為了安全起見(jiàn)至少也要10兆帕。
注:壓力容器為核管制材料,在市場(chǎng)上沒(méi)有許可證買(mǎi)不到,下圖圖釋?zhuān)喝剂辖M件二、核燃料核反應(yīng)的原料。將鈾礦石開(kāi)采出來(lái)通過(guò)分揀、提煉、富集,然后制成二氧化鈾陶瓷芯塊,將芯塊裝配在鋯合金包殼內(nèi)就是一根燃料棒,將若干燃料棒組合在一起就是一個(gè)燃料組件,以組件為單位裝到壓力容器內(nèi),注:燃料組件不需要自己開(kāi)礦提純制造,在包頭的中核北方核燃料元件有限公司以及宜賓核燃料元件廠都可以生產(chǎn),有成品售賣(mài),不過(guò)也是需要許可證購(gòu)買(mǎi)的。
下圖圖釋?zhuān)衡櫟V石三、控制棒核反應(yīng)的“剎車(chē)”,有效成分是碳化硼,反應(yīng)堆啟停、功率調(diào)節(jié)全需要它,主要任務(wù)就是將中子“吃掉”、“吃掉”,不留給核燃料組件,這樣核反應(yīng)就被迫終止下來(lái)了。在燃料組件中留有專(zhuān)門(mén)的孔用來(lái)插控制棒,除了控制棒,硼酸也是調(diào)節(jié)核反應(yīng)速率的必備物質(zhì),作用和控制棒類(lèi)似。注:控制棒組件目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn),需要從國(guó)外進(jìn)口,不過(guò)如果沒(méi)有相關(guān)許可證海關(guān)不會(huì)放行,而硼酸可以在國(guó)內(nèi)隨意購(gòu)買(mǎi)到,
四、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如果反應(yīng)堆運(yùn)行起來(lái),反應(yīng)堆附件有很大輻射,需要控制保護(hù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)完成控制棒的插拔工作,因此至少需要一個(gè)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其控制軟件。注:這個(gè)編寫(xiě)個(gè)軟件再加驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)就可以,國(guó)內(nèi)應(yīng)該很多工廠可以定制到的,五、主泵和蒸發(fā)器為了將核反應(yīng)釋放出的熱量導(dǎo)出來(lái),就需要主泵驅(qū)動(dòng)一回路中的介質(zhì),源源不斷地將熱量導(dǎo)出到蒸發(fā)器內(nèi),蒸發(fā)器通過(guò)熱交換將熱量繼續(xù)導(dǎo)出。
注:購(gòu)買(mǎi)這兩者核級(jí)設(shè)備也是需要進(jìn)口的,以上設(shè)備僅能制造一個(gè)簡(jiǎn)易反應(yīng)堆,是很不安全的,真正想要建造一個(gè)安全的反應(yīng)堆還需要很多必備的安全系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等,這樣看來(lái),建造一個(gè)反應(yīng)堆是一個(gè)非常龐大的工程。下面簡(jiǎn)要科普下天然反應(yīng)堆天然核反應(yīng)堆自然界中存在天然核反應(yīng)堆已經(jīng)被證實(shí),貧化的鈾礦石和地?zé)岫甲C明天然的核裂變是存在的,
這是因?yàn)橐蛔烊坏姆磻?yīng)堆要求的條件非常容易滿足,只需要做到以下兩點(diǎn)即可:一、有裂變材料,即至少地下存在鈾礦石。巧婦難為無(wú)米之炊,沒(méi)有裂變材料人工都無(wú)法制造反應(yīng)堆,更別說(shuō)自然界純屬靠蒙了,二、慢化劑,裂變反應(yīng)即所謂的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),想要維持“鏈?zhǔn)健北仨殱M足這樣的條件:上一代裂變釋放出的中子要能夠引起下一代裂變反應(yīng),但是裂變放出的中子能量太高,導(dǎo)致與靶核作用的概率低,不容易引起靶核裂變反應(yīng),因此需要慢化劑先將中子慢化,然后才能引力裂變反應(yīng)。