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核燃料棒的知识

关键词:核燃料棒的知识 网址:www.zgfangfuyuan.com 日期:2019/12/24 16:28:19

在有关核武器、核能、甚至是核事故的新闻和资料中,“核燃料棒”是一个非常常见的名词。核燃料棒是什么?是一根真正的棒子吗?核燃料棒是如何发出核能的?现在笔者就来粗略解释一番。


在说核燃料棒以前,我们先说说天然铀矿。因为天然铀矿是所有核武器工业和核能工业的基础矿藏。


天然铀矿中的铀,是以固体化合物的形式,储存在地球地壳中,地球内部的深处也有铀,但人类目前的技术,只能利用地表以下3000米以内的浅地壳内的天然铀。天然铀在地壳中的含量极低,不到百万分之2.5,比所谓珍贵的金矿的含量还低几个数量级。因此天然铀矿非常珍贵和罕见。世界上天然铀矿储量最大的国家是澳大利亚,其次是加拿大和哈萨克斯坦,中国的天然铀矿储量相对国土面积属于比较贫乏;当然,美国国土内的天然铀矿储量也不高,中美的核电站,未来都需要进口部分铀矿石。


天然铀矿结晶,一般呈现灰绿色或者黄绿色,其中主要可利用的成分是铀235,天然铀的铀235富集度为0.714%,其他99%,是不能再裂变利用的铀238,这就是经常被提到的贫铀,贫铀可以用来做弹芯和贫铀装甲,但贫铀不可能百分百的被提纯,里面仍然混杂含量为千分之几的铀235,仍然具有放射性,因此利用贫铀的风险较大。


这里必须说明,天然铀矿和铀矿石都具有放射性,但这种天然的放射性,并不是特别严重。大型天然铀矿周边,仍然会正常的生长动植物和有人类生存,并不会因为某地出产天然铀矿,而导致这个矿周边几十里寸草不生。只有通过专用的放射性检查仪器,才能发现铀矿床附近的放射指标,高于没有放射性矿物的地区。


有铀矿床的地区,放射指标只会比普通地区高一到两倍,对常年居住在此的人类的影响非常有限。只是一些和放射性有关联的疾病,略微比其他地区高。比如,假设正常地区的出现白血病患者的概率是每十万人3例。那么铀矿附近居民的患病概率是每十万人4例左右。


因为天然铀矿的放射性较低,开采和提炼过程,对直接接触铀矿石的矿工影响也有限,只需正常穿戴工作服和口罩,就可以起到较好的防护作用。


新中国刚刚成立的五十年代,在全国大规模普查天然铀矿,曾经在广西某地最早发现了天然铀矿的原石,这块矿石被称为中国核工业的“开业之石”。并且这块石头,被迅速送到北京怀仁堂,给包括毛主席、周总理在内的最高层现场观看。这个故事也说明天然铀矿放射性很低,对人类是基本安全的。


天然铀矿石之所以相对安全,在于天然铀(有多种同位素)的半衰期是以7亿到几十亿年来计算。天然铀在地球形成后就开始衰变,到现在放射性已经很低。天然铀主要对外偶然性地释放阿尔法射线,这种射线其实就是氢原子的质子核。只需一张A4纸,就可以挡住阿尔法射线。而人的衣服和皮肤都完全可以隔绝阿尔法射线。不会对人体内部组织造成影响。


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