核知識普及,致敬科學家

首先,一根燃料棒可以用手拿,那必須是核燃料廠生產的未裝進反應堆的燃料棒,只有這樣的燃料棒才可以用手拿,從反應堆中卸下來的燃料棒卻是不能用手拿的!

必須明確,這不是天然鈾與濃縮鈾的問題,也不是一根燃料棒與眾多燃料棒組成的燃料組件的區別,這是是否經過核反應堆輻照的區別。

下面,我們簡單瞭解一下核燃料的製作過程。

  1. 採集鈾礦石,就是下圖中的黃色礦石
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2.提純後的鈾化合物,經過幾個保密工序,逐步轉化成六氟化鈾,以便於利用氣體離心機進行分離濃縮

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通過氣體離心機的級聯,將天然鈾中丰度0.7%左右的鈾235,逐步濃縮到4.5%左右,再經過轉化,變成氧化鈾,然後制胚、燒結成氧化鈾陶瓷,也就是所謂的核燃料(芯塊)了。

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4.燃料芯塊按照一定要求裝入鋯管中,加上相應附件封裝後就成了燃料棒,燃料棒按照一定位置,逐支插入、固定在燃料組件中,安裝相應附件就成了核燃料組件。

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大家注意到了嗎,基本在整個生產過程中,工人都沒有穿那種很厚重的防護服!

  1. 為什麼呢?

這種沒有裝進反應堆進行輻照的燃料不是沒輻射,只是其輻射基本上是自發衰變,半衰期很長,衰變形式是α輻射,α射線的穿透力很弱,一張紙就能擋住,因此不用採取特殊的防護手段,也就是可以用手拿了。

那麼,為什麼反應堆不能接近呢?

  1. 其實,必須說明,問題中其實想問的是經過反應堆核反應後的燃料組件為什麼不能接近!
  2. 實際反應堆是可以接近的,因為反應堆中有厚厚的水和混凝土屏蔽層,已經屏蔽了99%的射線,核電廠工作人員是可以接近反應堆的。

那麼,經過反應堆核反應後的燃料為什麼會有較強的放射性呢!?

  1. 請看看某官方網站的解釋:
  2. “乏燃料又稱輻照核燃料,是經受過輻射照射、使用過的核燃料,通常是由核電站的核反應堆產生。核燃料在堆內經中子轟擊發生核反應,經一定時間從堆內卸出。它含有大量未用完的可增殖材料238U或232Th,未燒完的和新生成的易裂變材料239Pu、235U或233U以及核燃料在輻照過程中產生的鎿、鎇、鋦等超鈾元素,另外還有裂變元素90Sr、137Cs、99Tc等。這種燃料的鈾含量降低,無法繼續維持核反應,所以叫乏燃料。乏核燃料中包含有大量的放射性元素,因此具有放射性,如果不加以妥善處理,會嚴重影響環境與接觸它們的人的健康。”
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大家明白了嗎?

  1. 因為乏燃料含有大量強放射性元素!

最後,告訴大家,其實只要有一種特殊的水,乏燃料也不可怕的。

  1. 這種水叫做硼酸水。
  2. 請看下面的圖,是將反應堆中的乏燃料轉移到乏燃料水池的過程。
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大家注意,整過操作過程都是在這種硼酸水下進行的,這種能夠抑制乏燃料的剩餘核反應,能夠屏蔽中子、光子等射線,只要有足夠厚的水層,人是可以接近並觀看乏燃料的。

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所以,核輻射並不可怕,可怕的是我們不認識它,致敬為我國核事業貢獻的科學家。


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