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 外行談談自己對核彈、髒彈與核電站的理解（中學水平），敬候本區物理大拿批改 |
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芦笛
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加入时间: 2004/02/14
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作者：芦笛 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
1）無論是核彈還是核電站，都是利用裂變核反應。亦即中子轟擊鈾一類易於發生裂變的不穩定的重金屬原子核，使之轉化為鉛原子核，同時釋放出巨量能量、中子、與alpha，beta，gamma等三種射線。釋放出來的中子又去轟擊其他原子核，使之發生反應，這就叫鏈式反應（chain reaction）。反應的底物與產物相比，有微量質量損失，據說反應釋放出來的能量就是由這減少的質量轉化而成的，按愛因斯坦的質能轉化方程計算。（個人懷疑這是無從驗證的屁話——誰有本事去測定那微量質量損失？）
2）無論是核彈還是核反應，其反應都是一個，但反應速度不同，因而釋放能量的速度也就不一樣，電站反應速度慢，因此其釋出的熱量可以被水吸收，化為蒸汽，吹動turbine，熱能轉化為動能後再轉化為電能。
3）核反應要發生，底物質量必須到一定水平，亦即所謂“臨界質量”。這是因為鈾等放射性元素本身不穩定，會自動釋放中子，質量到一定水平後，釋出的中子數量足夠大，便能啟動鏈式反應。
4）在達到臨界質量的情況下，反應速度與放射性元素的豐度（abundance）成正相關，也就是取決於鈾之類的核燃料的純度。燃料越純，則單位體積內釋放出來的中子也就越多，鏈式反應速度也就越快，到了一定程度便是不可控的，瞬間內就完成了，那就是原子彈。
5）So，核電站不會發生核爆炸，這是因為其豐度遠遠達不到核彈的水平。發生的爆炸是高熱水蒸氣分解為氫氣和氧氣，並發生燃燒引起的，其危害只在於會炸出髒東西來。
6）So，核電站的最大的災難，就是像切爾諾貝利那樣，等於一枚沒有完全爆炸的核彈（亦即髒彈）：水蒸氣把整個保護殼炸開了，把裏面的核燃料炸得到處都是，更飛入同溫層，飄得全歐洲都是，奶牛吃了放射性的草，產的牛奶含有放射性，使得嬰兒都害上白血病或是其他癌癥（嬰兒耐受力比大人差多了），So，建議國內網友搶購皮革奶或三鹿奶粉instead of 食鹽（開玩笑哦）。
7）保護殼爆炸了的核電站，比爆炸了的核彈髒多了，這就如悶住的爐子產的煙遠比熊熊爐火產的煙多一樣。所謂煙就是沒有燃燒的煤塵。同理，在核彈爆炸後，核燃料都參與反應了，剩下來的放射性物質遠沒有核電站的高，這是因為核電站的爆炸不是核爆炸，核燃料並沒有被用掉，因此它便被炸出來到處亂照，這與核彈完全是兩回事。核彈爆炸的燃燒率當然不可能是百分之百，總有一部份沒有來得及參加反應的燃料抛灑得到處都是，但畢竟大部份還是被燃燒了。而爆炸了的核電站可不是這麼回事，大部份燃料都沒燃燒。所以，廣島長崎幾十年即可住人，而切爾諾貝利的髒東西據說需要800年才能衰變或清理乾淨。
8）核反應似乎沒有什麽停不下來之說。前頭說過，鏈式反應的啟動的前提是有自由中子。核反應爐有控制棒，舊式的似乎是石墨，新式的似乎是重水（但我不知道怎麼把重水做成棒），它們都能俘獲吸收中子（據說硼酸也有此功效）。反應爐的速度就是靠控制棒調節，如果快了，控制棒就多插進去一些，慢了就拔出來。若需要停堆，則控制棒全部插入，把所有的中子都俘獲了，反應也就停下來了。日本核電站的設計是一旦地震就自動停堆，而中國的高精技術是靠人去關機。官方媒體親口承認，上次汶川地震，科學院的某快堆就是全靠人關掉的，只差0.56秒（記不得是否此數，請諸位看下面的鏈接），嚇得我汗毛全TMD豎立起來了。政府笨到看不出來，歌頌此類英雄，正如當年吹噓咱們的斷肢再植手術舉世無雙一般，只能使人害怕。那道理連白癡都懂，就黨國領袖不懂——萬一碰上個反應遲鈍或膽小一點的操作員，那反應堆豈不要變成一個髒彈？
http://scitech.people.com.cn/GB/7505892.html
9）停堆後仍然能產熱，這是因為燃料仍可緩慢衰變，雖然不是鏈式反應，但也能產熱，據說還是E=mC2的原理。
10）之所以給居民發碘片，無非是因為核反應堆能產生放射性碘（125），而人體甲狀腺因需要碘，所以會把放射性碘吸收進去。在人主動服用碘片後，體內血碘水平很高，甲狀腺攝碘的機制就給自動關閉了（就像大煙鬼體內自己生產尼古丁的流水線被長期關閉一樣），如此即可減輕放射性碘的主動攝入。但核洩漏釋出來的髒東西並不光是放射性碘，還有銫，钚（某些舊式的堆）等等，對那些髒東西碘片無抵制作用。
11）好消息是，據說現在正往福島接電纜，如果通了電，冷卻系統就能恢復，大家也就可以鬆口氣了。
12）以上所說是裂變（fission）而不是聚變（fusion），核聚變就是氫彈的原理，也就是太陽發熱的原理，以巨大的能量輸入觸發重氫聚變為氦。現在世界上還沒有聚變的核電站，主要問題是輸入的能量比放出來的還多，因此毫無經濟價值。這玩意英美都在試驗，國內情況不得而知。若是此類電站建成並出了事故，倒不會變成髒彈，蓋它釋出的放射性元素半衰期極短。
以上外行胡說，敬請行家指點賜教，謝謝！
作者：芦笛 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
上一次由芦笛于2011-3-18 周五, 下午12:58修改，总共修改了5次 |
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