核燃料循環 | 合法醫療器材資訊網
鈾-235與鈽-239得來源不同。鈾是從地底開採來的。開採出來的鈾,不是二氧化鈾,就是八氧化三鈾。相反地,鈽在自然界 ...
核燃料循環描述了核燃料的提取,加工,使用和處置方式.核燃料循環,也被稱為核燃料鏈,指的是核燃料經過在使用過程中所經過的一系列不同的階段。它主要包括前端步驟,其中有製造核燃料的過程、使用期間的各個步驟、以及後端步驟,其中有在核燃料使用完畢時或者核燃料再處理或者處理乏核燃料的過程。如果用過的乏核燃料沒有被重新處理,這個核燃料循環被稱為開放核燃料循環;如果乏核燃料被重新處理,被稱為封閉核燃料循環。但是即使有做再處理,一樣需要深埋場作為最終處置。
基本概念[編輯]不管是核能發電或是核武器,都是依賴可裂變物質的鏈式反應。核技術中使用的可裂變物質主要為鈾與鈽的特定同位素。鈾與鈽都有許多的同位素,但只有少數同位素屬於可裂變物質,例如鈾-235、鈽-239等。換句話來說,鈾-235與鈽-239都可以運用在核能發電及核武器,第二次世界大戰時,投擲在廣島的小男孩原子彈是鈾-235造的,而投擲在長崎的胖子原子彈是鈽-239造的。
鈾-235與鈽-239的來源不同。鈾-235是唯一能從自然界中開採得到的可裂變物質,不過開採出來的天然鈾主要組成為鈾-238,鈾-235只佔自然鈾開採量的千分之七,這也是為什麼發電廠核燃料中的鈾是以鈾-238為主,鈾-235含量較少。相反地,鈽在自然界中含量極為稀少,只能通過人工合成製得。
通常核能發電的反應爐裡使用中子減速劑來減低中子的動能,以增加核分裂的機會。因此,比起核武器,核能發電所使用的核燃料中只需要含有少量的可裂變物質即可。重水與石墨是非常有效的中子減速劑,所以重水反應爐裡用重水或石墨,可以直接利用開採出來的天然鈾當作核燃料。輕水反應爐需要提煉濃縮過的核燃料,通常使用低濃縮鈾,比例為:3%是可裂變的鈾-235,加上97%不可裂變的鈾-238。也有發電廠使用7%可裂變的鈽-239,加上93%不可裂變的鈾-238。這兩個比率直接受鈾-235的挖取加工與鈽-239的生產支配。
核能發電時,隨著核燃料的裂變,會產生越來越多的放射性廢料,以致核燃料不能再繼續使用。若使用3%鈾-235 + 97%鈾-238當燃料,通...
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