核電站除了發電,還有哪些其他用途?

時間 2021-05-06 23:54:06

1樓:零度君

寫乙個材料學中的重要用途吧,用來做中子輻照實驗

材料的輻照損傷本質上來說是高能離子轟擊材料之後將大量原子撞出晶格引起的材料性質改變,從巨集觀來說輻照損傷會導致材料腫脹、硬化甚至失效。因此在輻照環境下服役的材料必須要考慮它的抗輻照損傷效能。但是很遺憾,目前除了直接把材料扔進反應堆裡進行輻照實驗外並沒有什麼特別好用的替代手段

實驗方案倒是簡單,直接材料放進反應堆過幾個月或者幾年再拿出來,土裡一埋等放射性降低了挖出來就行了......就是這麼暴力

其實搞輻照損傷的人手裡至今都只有三種實驗方法

離子輻照,用離子加速器加速離子來轟擊材料。但是庫侖力的作用讓碰撞過程與中子相差很大,而且離子輻照穿透深度只有1μm上下,很難做巨集觀表徵。不過好處是能模擬中子輻照的級聯過程,而且沒有輻射殘留,成本也低得多。

電子輻照,依賴超高壓電鏡,深度更小,但是好處是原位的而且電子輻照沒有級聯過程,輻照相對簡單,便於研究機理

中子輻照,依賴反應堆,有殘餘輻射,試驗周期長(畢竟出堆之後還要埋起來很久),實驗昂貴而且危險。好處是可以做巨集觀表徵,比如可以用拉伸試驗,可以做維氏硬度,甚至可以測DBTT。

雖然科學家們建立了各種模型試圖用離子輻照和電子輻照模擬中子輻照的某些過程,但是中子輻照至今仍然是標桿一樣的存在。有一些反應堆在輻照圈很出名的,比如比利時的BR2,中子輻照的很多寶貴資料都是從那裡來的。

除了輻照損傷之外,中子核嬗變帶來的影響也同樣也是巨大無比。由於嬗變產出可能是帶有放射性的,所以有些材料不適合用在輻照環境下,比如Ni、Al等元素。而只有中子輻照才能表徵核嬗變對材料效能的影響,這是其他實驗目前無法取代的。

中子輻照實驗目前除了用反應堆外沒什麼替代方案

甚至ITER......本身的一大目標也是用來研究聚變中子環境下的材料輻照損傷的......沒反應堆這實驗還真不好做來著。

補充一下,大部分反應堆是不接受做實驗的,比利時br2之類的都是以實驗為(主要)目的的反應堆。商業堆一般也沒有預留實驗視窗。

2樓:JokerLii

還能做:分散戰略性資源部署,形成作戰時的戰略縱深 (非傳統地理意義上的縱深)。

說人話:

打某個國家時,

在兵力和二炮資源有限的時候,

是先打掉其核電站還是打掉其潛艇部隊還是打擊陸上空軍機場?

3樓:張子立

這個問題可以分為兩種意思,第一種意思是核電站除了發電還能幹啥。第二種意思是核反應堆還能幹啥。

我們首先看看核反應堆裡發生了啥。核反應堆裡面顧名思義是發生核反應,我們常說的核反應堆都預設是裂變反應堆,裡面主要發生的反應是衰變,裂變和增殖。三種反應的方程式如下:

衰變裂變

增殖必須要提到,核反應是異常複雜的,在反應堆中遠遠不只有這三種反應,我只是舉了三個例子而已。(這裡面還伴隨著中微子等基本粒子產生,原諒我高能物理只是民科水平, 實在不確定到底放出多少個中微子等,所以就沒寫。但是核反應產物中微子是存在的!

這其中,裂變反應會伴隨著大量的放熱(衰變也會,但是U的自然衰變太慢了),這個就是核反應堆用來發電的主要原理。

目前常見的商用核電站中85.33%是輕水堆,使用了大量的輕水(也就是普通的)作為慢化劑,所以增值反應在很大幅度上被抑制了。這類核電站的目標就是產生熱。

而熱的使用不光是可以發電,還可以將蒸汽直接使用,還可以用於淡化海水。,或者每日淡化海水24萬噸,這個就可以做到水電汽的綜合補給。這裡面的汽是指高溫蒸汽,一般是在工廠或者採油平台中用到的。

除了大量的熱以及相應的產物外,反應堆中還存在有大量的裂變產物,以及裂變的次級產物。其中比較有用的是Cs134,用於醫學上放療和輻照消毒的。這些產物中理論上是可以從乏燃料中提取的,但是據我所知似乎沒有太多這麼幹的,因為經濟效益相對比較差。

重水堆裡頭,可以通過插入鈷59和反應堆釋放出來的快中子發生增殖反應從而獲得鈷60這種同位素。但是非快中子反應堆中的增殖反應其實是需要抑制的,否則裂變效率就相對低了,這是一種副產品了

還有就是盧老師提到的,作為中微子源。我就不獻醜了,大家可以去參照他的答案。

核電站還能幹啥呢?基本幹不了啥了把。。。畢竟人家叫核電站,設計出來就是為了發電的。

4樓:盧健龍

核電站除了發電以外還可以在粒子物理學中發揮重要作用,比如作為中微子源

我們知道在核反應堆中發生的核裂變過程會伴隨著beta衰變,也就是中子衰變成質子、電子和反電子中微子的過程。相比於太陽等其他中微子源,用核反應堆作為中微子源有一些特別的優勢,比如可以大量地產生同一種中微子(電子中微子)來供實驗用。雖然太陽產生的中微子一開始也都是電子中微子,但在從太陽到地球表面的傳播過程中由於中微子振盪使得大約三分之二的中微子不再是電子中微子了。

利用放置放置於不同位置的探測器,科學家可以詳細研究中微子振盪現象。比如在深圳大亞灣核反應堆所進行的中微子實驗中,就有八個反中微子探測器進行工作,它們所收集到的資料可以告訴我們描述中微子混合的PMNS矩陣中的引數之一———混合角 ,它是PMNS矩陣的三個混合角中最小的乙個。

除了深圳大亞灣,還有另乙個正在建設中的核反應堆中微子源,那就是江門地下中微子實驗觀測站(Jiangmen Underground Neutrino Observatory),它的探測器與中微子源之間的距離遠大於深圳大亞灣核電站中的規模,目標也是對中微子振盪現象進行測量。

另外,國外也有基於核反應堆的中微子實驗,比如南韓的RENO,全稱是Reactor Experiment for Neutrino Oscillation。它的測量目標也是混合角 。

5樓:國和中合

既然提問提到了製作放射源,我就來截圖乙個新聞吧。

於2023年成功實現鈷60放射源中國產化,打破了國外長期壟斷與控制。

鈷60在農業、工業、醫學等方面應用廣泛。如伽馬刀,工業探傷,輻射育種等等。

而秦山第三核電站是重水堆,來自加拿大的CANDU技術。是可以產出鈷60放射源的。方法一直壟斷在外國,2023年左右中國才掌握利用核電反應堆生產鈷60工業放射源的技術。

之前大部分都依靠進口,可以說是乙個突破了。

秦山第三核電站白白胖胖的重水堆圖源網路,侵刪。

概括的方法在這裡。

中核集團公司重水堆生產鈷-60技術填補國內空白核電站還有一堆其他作用,但是我不專業就不插嘴這種問題了,比如說中微子研究和旅遊之類的。

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