[原创]3502.关于核燃料棒点火温度等问题的思考

3502.关于核燃料棒点火温度等问题的思考

2015.3.12

核辐射主要是辐射电子和阿尔法射线,前者来自中子衰变,后者来自氦核释放,并不产生热能,也就是光子辐射、电磁辐射,如何用来发电的呢?达到氢同位素氕的裂变温度摄氏570度(网上搜索氢气的燃点),核裂变过程中释放的中子就可能转化为光子,因为中子释放一个电子、一个中微子后转化为质子,质子就是氢同位素氕的离子形态。

一般来说氦粒子和氕粒子很难穿越固态金属棒的内部,辐射到外部,只有电子可以实现穿越,还有就是金属表层的氦粒子、中子可以直接辐射到环境中去,而金属内部核辐射释放的氦粒子、中子可能引发临近原子的核聚变,如铀235聚变为钚239、铀238、244等。核电站不仅可以用来发电,还可以生产高端核元素,日本拥有那么多核电站,并接受全世界核废料的再生、提纯工作可能与此有关。

光子可以穿越核燃料棒,只要将核燃料棒加热到摄氏570度以上,核燃料内部释放的中子就可以转化为光子,也就是热能,实现发电。如果没有冷却水,连续不断释放的热能就会熔化核反应堆,聚集氢气(来自中子衰变)和氦气(来自阿尔法射线),及放射性尘埃,造成核事故。

在这里需要注意:稀缺资源铀235可能在自然裂变过程中转化为核废料铀238、铀244等同位素!

在自然环境中,电子、氦粒子不过等闲物,对人类并不造成伤害,集中释放才能造成伤害,所以核辐射有危险。电磁辐射也是如此,人类就生活在光子的海洋中,自身也辐射光子,但高密度的光子就危险了,燃烧现象就是高密度光子的释放过程,物体和环境温度是由光子密度决定的。

核燃料可以点燃,也可以冷却,通过温度控制燃烧速度,但控制裂变速度要有特殊方法,好像是通过石墨吸收中子,但石墨吸收中子是有极限的,碳12转化为碳14可能是极限,饱和了就不再吸收中子,中子只能转化为氢气。核燃料内部的中子很难释放到外部,只能内部转化、燃烧。

我常想,既然所有能源都是氢原子的裂变,直接利用氢能源不是省去许多麻烦?电解水既得到氢,又得到氧,控制氢原子的裂变规模总比控制核反应堆容易,只是成本要经过计算、对比。

所有化学元素都是通过氢元素转化过来的,但是氢元素不能取代所有其他化学元素和营养素,转化过程也不是随心所欲的,要有条件和复杂的过程。过去我以为煤炭烧的是碳,热值由含碳量确定,现在知道煤炭烧的是氢,热值由氢含量确定,这是巨大的进步。核能烧的也是氢原子,核裂变过程中产生的氢原子,严格的说是氢同位素氕原子。所有化学元素转化为氕原子才可能在相对较低的温度下裂变为光子,这可能是燃烧的秘密,物质基础是物体和环境温度取决于光子密度。

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