核反應堆的用途

核反應堆的用途
核裂變時既釋放出大量能量、又釋放出大量中子。核反應堆有許多用途，但歸結起來，-是利用裂變核能，二是利用裂變中子。 
核能主要用于發(fā)電，但它在其它方面也有廣泛的應用。例如核能供熱、核動力等。 
核能供熱是廿世紀八十年代才發(fā)展起來的一項新技術，這是一種經(jīng)濟、安全、清潔的熱源，因而在世界上受到廣泛重視。在能源結構上，用于低溫(如供暖等)的熱源，占總熱耗量的一半左右，這部分熱多由直接燃煤取得，因而給環(huán)境造成嚴重污染。在我國能源結構中，近70%的能量是以熱能形式消耗的，而其中約60%是120℃以下的低溫熱能，所以發(fā)展核反應堆低溫供熱，對緩解供應和運輸緊張、凈化環(huán)境、減少污染等方面都有十分重要的意義。核供熱是一種前途遠大的核能利用方式。核供熱不僅可用于居民冬季采暖，也可用于工業(yè)供熱。特別是高溫氣冷堆可以提供高溫熱源，能用于煤的氣化、煉鐵等耗熱巨大的行業(yè)。核能既然可以用來供熱、也一定可以用來制冷。清華大學在五兆瓦的低溫供熱堆上已經(jīng)進行過成功的試驗。核供熱的另一個潛在的大用途是海水淡化。在各種海水淡化方案中，采用核供熱是經(jīng)濟性最好的一種。在中東、北非地區(qū)，由于缺乏淡水，海水淡化的需求是很大的。 

日本近海3月11日發(fā)生了強烈地震，首都東京震感強烈。日本氣象廳隨即發(fā)布了海嘯警報，稱地震將引發(fā)約6米高海嘯。圖為茨城縣某停車場的車輛被倒塌的墻壁壓毀。
　　中新網(wǎng)3月13日電 日本核泄漏危機13日傳出進一步擴大的消息。日本原子能安全保安院13日稱，福島第一核電站目前面臨新的問題，該電站第三反應堆緊急冷卻系統(tǒng)失靈，可能發(fā)生爆炸，急需采取冷卻措施。

核能又是一種具有獨特優(yōu)越性的動力。因為它不需要空氣助燃，可作為地下、水中和太空缺乏空氣環(huán)境下的特殊動力；又由于它少耗料、高能量，是一種一次裝料後可以長時間供能的特殊動力。例如，它可作為火箭、宇宙飛船、人造衛(wèi)星、潛艇、航空母艦等的特殊動力。將來核動力可能會用于星際航行�，F(xiàn)在人類進行的太空探索，還局限于太陽系，故飛行器所需能量不大，用太陽能電池就可以了。如要到太陽系外其他星系探索，核動力恐怕是唯一的選擇。美、俄等國-直在從事核動力衛(wèi)星的研究開發(fā)，旨在把發(fā)電能力達上百千瓦的發(fā)電設備裝在衛(wèi)星上。由于有了大功率電源，衛(wèi)星在通訊、軍事等方面的威力將大大增強。1997年10月15日美國宇航局發(fā)射的“卡西尼”號核動力空間探測飛船，它要飛往土星，歷時7年，行程長達35億公里漫長的旅途。 
核動力推進，目前主要用于核潛艇、核航空母艦和核破冰船。由于核能的能量密度大、只需要少量核燃料就能運行很長時間，這在軍事上有很大優(yōu)越性。尤其是核裂變能的產(chǎn)生不需要氧氣，故核潛艇可在水下長時間航行。正因為核動力推進有如此大的優(yōu)越性，故幾十年來全世界己制造的用于艦船推進的核反應堆數(shù)目已達數(shù)百座、超過了核電站中的反應堆數(shù)目(當然其功率遠小于核電站反應堆)�，F(xiàn)在核航空母艦、核驅逐艦、核巡洋艦與核潛艇一起，已形成了一支強大的海上核力量。 
核反應堆的第二大用途就是利用鏈式裂變反應中放出的大量中子。這方面的用途是非常多的，我們這里僅舉少量幾個例子。我們知道，許多穩(wěn)定的元素的原子核如果再吸收一個中子就會變成一種放射性同位素。因此反應堆可用來大量生產(chǎn)各種放射性同位素。放射性同位素在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學上的廣泛用途現(xiàn)在幾乎是盡人皆知的了。還有，現(xiàn)在工業(yè)、醫(yī)學和科研中經(jīng)常需用一種帶有極微小孔洞的薄膜，用來過濾、去除溶液中的極細小的雜質或細菌之類。在反應堆中用中子轟擊薄膜材料可以生成極微小的孔洞，達到上述技術要求。利用反應堆中的中子還可以生產(chǎn)優(yōu)質半導體材料。我們知道在單晶硅中必須摻入少量其他材料，才能變成半導體，例如摻入磷元素。一般是采用擴散方法，在爐子里讓磷蒸汽通過硅片表面滲進去。但這樣做效果不是太理想，硅中磷的濃度不均勻，表面濃度高里面濃變低�，F(xiàn)在可采用中子摻雜技術。把單晶硅放在反應堆里受中子輻照，硅俘獲一個中子後，經(jīng)衰變後就變成了磷。由于中子不帶電、很容易進入硅片的內部，故這種辦法生產(chǎn)的硅半導體性質優(yōu)良。利用反應堆產(chǎn)生的中子可以治療癌癥。因為許多癌組織對于硼元素有較多的吸收，而且硼又有很強的吸收中子能力。硼被癌組織吸收後，經(jīng)中子照射，硼會變成鋰并放出α射線。α射線可以有效殺死癌細胞，治療效果要比從外部用γ射線照射好得多。反應堆里的中子還可用于中子照相或者說中子成像。中子易于被輕物質散射，故中子照相用于檢查輕物質(例如炸藥、毒品等)特別有效，如果用χ光或超聲成像則檢查不出來。