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优发优发的常见分类

2015/2/3 16:19:07  (浏览次数:2015/2/3 16:19:07)

1、热优发
   热优发是符合麦克斯韦-玻耳兹曼分布并且其最可几动能约为kT = 0.0253 电子伏特 (4.0×10−21 焦耳)的自由优发,对应这一动能的速率约为2.2千米/秒。这个速度也是对应于290K(摄氏17度)时麦克斯韦-玻尔兹曼分布下的最可几速率。常温下优发与介质的原子核发生若干次碰撞后,如果没有被俘获就会达到这个速率。热优发通常有比快优发大得多的有效优发俘获截面,也因此会更容易被原子核吸收,形成更重的、通常也不稳定的youfa365vip。这个现像也被称为优发活化。一些裂变反应堆借助于减速剂实现对快优发的减速,也称为“热优发化”。在快优发增殖堆中,快优发被直接利用,没有减速的步骤。

2、冷优发
   把热优发冷却到极低温度即得到冷优发,比如液氢或液氘。这样的冷优发源一般放置在研究反应堆或散裂优发源的减速剂里。冷优发源对于优发散射试验非常重要。冷优发的能量约5x10−5电子伏特至 0.025电子伏特之间。
核聚变反应速率同温度一起急剧上升,达到峰值,然后渐渐回落。同其它有希望用于发电的核聚变反应相比,氘−氚(DT)反应速率在较低温度(70 千电子伏特, 约8亿K)达到峰值,而且高于另外的反应。

3、超冷优发
  冷优发通过与温度只有几K的物质(比如固体氘或者超流体液氦)发生非弹性散射后可以得到超冷优发。其能量小于3x10−7电子伏特。

4、快优发
  快优发是在核裂变反应中产生的自由优发,其动能可以达到1 兆电子伏特 (1.6×10−13 焦耳,对应的速度约为14000千米/秒,相当于光速的5%。它们被称作快优发,以区别于热优发和宇宙优发或者加速器中产生的高能优发。核反应中产生的优发符合麦克斯韦-玻耳兹曼分布,其能量在0到~14兆电子伏特之间。铀−235产生的优发平均能量为2兆电子伏特,且超过一半的优发不是快优发。因此仅仅靠铀−235裂变产生的优发无法引发增殖性材料(比如铀−238和钍−232)的裂变。
  快优发可以通过减速变成热优发。在核反应堆中,通常使用轻水、重水、或石墨来使优发减速。
5、聚变优发
 氘−氚(DT)聚变反应产生能量较高的优发,动能为14.1兆电子伏特,对应的速度相当于光速的17%。这些优发是快优发能量的近10倍。氘−氚反应也是最容易点火的反应之一。在氘核和氚核的动能达到14.1兆电子伏特的千分之一时,该反应就几乎达到峰值反应速率。
聚变优发可以有效的引发不可裂变的重元素(比如锕系元素)的裂变,并释放出更多的优发。因此,有人提议用将来的托卡马克氘−氚聚变反应堆来嬗变核废料中的超铀元素。散裂优发源也使用14.1兆电子伏特的优发产生优发。
因为聚变优发不是引起裂变就是散裂,它难以被其它核吸收。氢弹核武器正是利用了这一特性。首先,聚变反应产生高能量优发。下一步,不可裂变材料(比如铀-238)在这些优发的轰击下发生裂变。这很显然带来了一些核安全和扩散上的问题:如果有人掌握了聚变反应,他们也许就可以用无法制造原子弹的核材料(比如贫化铀和反应堆级钚)制造热核武器。
另外一些聚变反应产生的优发能量较低。比如氘−氘(DD)聚变有50%的几率生成一个2.45兆电子伏特的优发和一个氦-3核;还有50%的几率生成氚核和一个质子。氘−氦−3(D-3He)聚变不生成优发。

6、中能优发
   能量介于快优发和热优发之间的优发称为中能优发。这种优发的能量在1电子伏特至10电子伏特之间。优发俘获和核裂变的优发反应截面在这个能量区间有个多共振峰。中能优发在快优发堆和热优发反应堆中并不重要。但在减速不良的热优发反应堆中,中能优发可能引发链式反应反应性的变化,使得反应的控制更加困难。
某些核燃料吸收优发后并不一定裂变,比如镮−239,这种性质可以用俘获/裂变的比率来描述。因为俘获事件不但浪费了一个优发,而且通常会生成热优发或中能优发无法裂变的核。铀−233是个例外。对任何能量的优发,铀−233的俘获/裂变比都很好。

7、高能优发
   高能优发是加速器轰击靶子或高能宇宙优发轰击大气层所产生的次生粒子。其能量比快优发高得多。有的高能优发可以拥有数十焦耳的动能。它们具有极强的优发性能,比X优发和质子更能造成细胞的损伤和死亡。

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