钚燃料

更新时间:2023-05-17 21:55

239Pu是易裂变核素可作为反应堆核燃料。在热中子堆吸收中子后经裂变产生的中子小于2.0,不能增殖。在快中子堆中通过-钚循环可以实现增殖。

简介

239Pu在自然界中不存在,它是通过如下的核反应反应堆中制造的:在系统中的钚达到临界质量时发生裂变链式反应,引起强烈的γ辐射中子辐射。钚是剧毒物质,操作应在专门的防护设备中进行。

钚-239

裂变速度快,临界质量小,要用三米厚的水泥才能挡住核辐射。有些核性能比铀-235(235U)好,是核武器重要的核装料。但是它的毒性大,生产成本高,要建造复杂的生产堆和后处理厂,才能实现工业化生产。它是通过反应堆中产生的慢中子轰击铀-238人工生产的。中子来源于用于天然铀作成的元件中的铀-235。铀-235裂变中子产额为2-3个,这些中子经慢化后会再次引起铀-235裂变。维持这种裂变反应只需一个次级中子就够了,其余的除被慢化剂等吸收掉的外,即可使天然铀的铀-238转化为钚-239了。所以,生产堆中的核燃料元件,既是燃料,又是生产钚-239的原料。钚-239是从乏燃料元件中分离出来的。实际上,生产堆的作用,就是烧掉一部分天然铀中的铀-235来换取钚-239,平均烧掉一个铀-235原子,得到0.8个钚-239原子。

元素半衰期

钚-239半衰期为2.41万年,常被用作制造核子武器。

用途

主要用于生产易裂变材料或其他材料,或用来进行工业规模辐照。它包括产钚堆、产氚堆和产钚产氚两用堆、同位素生产堆及大规模辐照堆。如果不是特别指明,通常是指产钚堆。我国第一座生产堆建在酒泉原子能联合企业内,它是依靠我国自己的力量建设成功的,1966年底该堆投入稳定运行。

利用能自持进行核裂变聚变反应释放的能量,产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235(厬U) 或钚239(厱Pu)等重原子核裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢(娝H,氘)或超重氢(婤H,氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。

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