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现代核反应要先将铀浓缩,那17亿年前的加蓬核反应堆是怎么实现的?

发布网友 发布时间:2022-08-22 09:57

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3个回答

热心网友 时间:2024-07-15 00:15

铀在自然界中以三种同位素的形式存在,最常见的是URANIUM-238,占地球上所有铀的99%。铀235约占0.72%,非常少量,约占铀234的0.006%。铀的所有三个同位素都是不稳定的且具有高放射性,但是只有铀238和铀235才能发生核裂变。在这两者之间,铀238更稳定,铀235更易裂变,使其成为核反应堆中最常用的燃料。这三种铀同位素均匀分布在地壳中,因此,今天开采的任何铀矿石都含有0.72%的铀235。但是,该浓度太低而不能引起核裂变。首先需要通过一个复杂的过程来浓缩铀,该过程涉及离心机和气体扩散,因此铀的浓度至少要达到3%。典型的核反应堆需要3-5%的铀235,而核弹则需要90%。

自从地球形成以来,矿石中铀235与铀238的比例一直在变化,因为铀具有放射性,并会随时间分解成其他元素。铀238的半衰期为45亿年,这比铀235的7亿年半衰期要慢得多,因此铀235中的浓度要高得多。因为我们知道URANIUM-235的半衰期,所以我们可以轻松地估算出不同地质时期有多少半衰期。例如,铀235的数量是140万年前的两倍,是今天的1.3%,是2.3%的四倍。

随着时间的推移,铀238的含量会增加,尽管很缓慢,所以百分比不会增加一倍。铀235的浓度在20亿年前接近4%,在太阳系形成时为17%。在1950年代,科学家们假设在一百万或三年前,地壳中存在大量铀235,如果条件合适的话,其中某些铀必须是自然可裂变的。 1956年,日裔美国物理学家黑田东彦(Paul Haruhiko Kuroda)提出理论,认为核裂变可以自发发展并在这种条件下持续存在。

黑田东彦(Haruhiko Kuroda)建议,为了使核裂变自然开始,该场所必须具有高铀含量,并且矿石的厚度必须大于裂变引起的中子位移的平均长度,约为三分之二米。还必须有一个减速器,可以减慢铀裂变产生的中子的速度。最后,绝不能存在大量吸收中子的元素,例如银或硼,这会抑制自持核反应。

热心网友 时间:2024-07-15 00:15

需要铀原料才可以参加反应堆的工作,并且,在核反应堆中还有冷却剂、控制棒、慢化剂等不同组成,协调核反应的进行。

热心网友 时间:2024-07-15 00:16

加蓬核反应堆是由于大自然的地质变迁,有许多的水渗入奥克洛的铀矿区,引发了奥克洛铀矿中的铀进行了天然的自持链式核裂变反应!
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