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次錒系元素
鎖定
- 中文名
- 次錒系元素
- 外文名
- Minor actinide
- 包 括
- Np,Am和Cm
- 產 生
- 燃料輻照過程
- 領 域
- 化學
次錒系元素簡介
次錒系元素是指乏燃料中除鈾和鈈之外的錒系元素,包括鎿、鎇、鋦、錇、鐦、鎄和鐨。比較重要的同位素有鎿-237、鎇-241、鎇-243、鋦-242到鋦-248,以及鐦-249到鐦-252。而核動力產業主要應用的鈾和鈈則稱為主錒系元素。
不同鈈的來源中,核電站乏燃料中所含鈈-241比軍事目的的反應堆中產生的鈈要多得多。鈈-241半衰期為14年,經β衰變轉變為鎇-241。對熱中子而言,鎇-241是不可裂變材料,但是快中子可以引發鎇-241的裂變。鎇-241只有在吸收兩個熱中子之後才能轉變為可裂變材料。因此,無論對於熱中子反應堆還是核武器,鈈-241和鎇-241的含量越低越好。鎇-241量的多少還可以用來鑑定未知來源的鈈,以及估算該樣品上一次經過化學純化的時間。
鎇通常被用作α輻射源和低能量γ輻射源。它還被用在煙霧報警器中。鈈-239和鈈-240經過中子俘獲後可以轉變為鈈-241,後者經過β衰變變為鎇-241。一般來説,隨着中子能量的增加,裂變反應的反應截面增大,而中子俘獲截面降低。因此若是用金屬氧化物燃料,沸水堆和壓水堆中鎇的產量要多於熱中子堆。
次錒系元素大多是人造元素,有極少量作為衰變產物存在於自然界礦物中。但在核武器試驗裏,有少量次錒系元素存在於放射性落下灰中。比如,在美國熱核武器常春藤麥克的實驗場地,曾發現了鎇、鋦、錇、鐦、鎄和鐨等的同位素。
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次錒系元素錒系元素
錒系元素的名稱是因為3族元素錒,有時也會符號An表示錒系元素。錒系元素絕大部分是f區元素,最高能量的電子是在5f電子層,錒系元素只有鐒是d區元素。鑭系元素中大部分也一様是f區元素,不過相較起來,錒系元素的化合價有較多的變化。
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次錒系元素乏核燃料
乏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。這種燃料無法繼續維持核反應。乏核燃料中仍然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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次錒系元素核動力
核動力(英語:nuclear power,也稱原子能或核能)是利用可控核反應來獲取能量,然後產生動力、熱量和電能。該術語包括核裂變,核衰變和核聚變。產生核電的工廠被稱作核電站,將核能轉化為電能的裝置包括反應堆和汽輪發電機。核能在反應堆中被轉化為熱能,熱能將水變為蒸汽推動汽輪發電機組發電。
利用核反應來獲取能量的原理是:當裂變材料(例如鈾-235)在受人為控制的條件下發生核裂變時,核能就會以熱的形式被釋放出來,這些熱量會被用來驅動蒸汽機。蒸汽機可以直接提供動力,也可以連接發電機來產生電能。世界各國軍隊中的某些潛艇及航空母艦以核能為動力(主要是美國)。
根據國際能源署的資料,2007年全球電力有13.8%由核能提供。截至2014年9月,全世界共有437個核電機組處於運行狀態,總裝機容量為374.5吉瓦,雖然不是所有的核反應堆都正在發電。超過150艘使用核動力推進的艦船已被建造,由超過180個核反應堆提供提供動力。
核動力相關的重大事故包括三哩島核泄漏事故(1979年)、切爾諾貝利核事故(1986年)、福島第一核電站事故(2011年)和一些核動力潛艇事故。在各種能源的事故之中,按照每個單位發電的人命損失計算,核電的安全記錄優於其他幾種主要的發電方式。