核反應堆都要將鈾濃縮,十幾億年前加蓬核反應堆是怎麼開動的?

核反應堆都需要將鈾礦濃縮嗎?其實不一定哦,需要濃縮鈾有幾種方式,比如輕水反應堆,還有核潛艇用的高濃度濃縮鈾核反應堆,或者原子彈或者氫彈中的裂變材料,但有一種核反應堆並不需要高濃縮鈾,甚至直接用鈾礦石,它叫做:重水反應堆

核反應堆都要將鈾濃縮,十幾億年前加蓬核反應堆是怎麼開動的?

重水反應堆

我們得先來了解下什麼叫做裂變,要不然無論是輕水堆還是重水堆都有點雲裡霧裡,我們常見的核燃料就是U-235,也就是92號鈾元素的235核子數的同位素,238的不容易裂變,而用鈈造價非常昂貴,沒有人會用它來發電,因此你看到核燃料第一反應是U-235肯定沒錯。

核反應堆都要將鈾濃縮,十幾億年前加蓬核反應堆是怎麼開動的?

礦石在衰變時有一定的比例會釋放出中子,撞擊其他U235原子核會導致裂變,並釋放出2-3箇中子,形成基本的鏈式反應,但裂變產生的快中子U-235原子核無法捕獲,因此水的介入就非常有必要了,形成了最為原始的輕水反應堆,儘管它的中子減速能力很差,因此加蓬鈾礦的原始反應堆僅能保持比較低的功率,單個反應區域大約在100KW左右(加蓬鈾礦有多個天然反應堆)。

核反應堆都要將鈾濃縮,十幾億年前加蓬核反應堆是怎麼開動的?

加蓬鈾礦天然反應堆結構: 1. 核反應區域 2. 砂石 3. 鈾礦層 4. 花崗岩

當然水的另一個功能將熱量帶走,其實在天然核反應堆中有沒有水帶走熱量其實無所謂,畢竟又不是拿來發電,又不是用來取暖,但水的存在是反應堆繼續運行的關鍵。據科學家估計,這個反應堆運行了50萬年之久。



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