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核燃料不再用铀?美国造出锕系核燃料,安全无污染还没有放射性

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  核电站使用的核燃料以及裂变性质的核武器使用的基本都是铀和钚两种元素。因此不少朋友可能想当然地认为核燃料只有这两种,但其实任何元素在适宜的条件下都是可以发生核反应释放核能的,只是不同的元素所需要的温度压力等条件不同,而铀和钚两种元素需要的条件比较容易达到,比如铀和钚的半衰期、核能激发条件,能量释放度等条件都比较理想,所以它们才会被用来当作核电站的核燃料以及核武器的炸药来用了。

  

  近日有国内媒体报道称,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室宣布,其核燃料研究人员使用一种新的核燃料合成工艺,生产出了安全的锕系核燃料。这意味着核燃料提取技术方面取得了新突破,其相关论文已发表在《无机化学》杂志上。

  

  锕系元素是周期系ⅢB族中原子序数为89~103的 15种化学元素的统称,包括了锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹,其中锕、钍、镤、铀、镎、钚前六种元素存在于自然界中,其余9种全部用人工核反应合成。这些元素都有放射性,科学家通常将铀以后的原子序数为93~109的17 种元素称为超铀元素。

  

  洛斯阿拉莫斯国家实验室在核物理和核燃料方面的研究很超前,其研究人员认为:“在目前的核能发电系统中,锕系氮化物燃料应该是一种更安全、更经济的选择,也非常适合未来第四代核动力系统,具有可持续的封闭式反应堆燃料循环。”这里所讲的锕系氮化物不但有铀和钚两种重元素,也有其他的锕系元素。

  

  

  与锕系氧化物相比,锕系氮化物具有更好的导热性,而且能量密度明显更高,可以用更少的燃料获得更多的能量,而且还具备更好的导热性,可在较低温度下运行,可让发电环境安全无污染,没有放射性,让生产环境更安全,这都是理想核燃料具备的特征。

  

  美国科学家的研究也说明核燃料的原料来源也在放宽。在刘慈欣作品《流浪地球》中,人类为了驱动地球离开太阳系,在地球表面建造了1万多台巨型核能发动机,这些行星发动机所使用的燃料只是地球上的石头,说明这种发动机可以将普通元素进行核聚变或核裂变,在这一过程中释放核能。

  

  也许在不远的将来,科学家们真能制造出类似行星发动机能量释放方式的核电站,只用地球上的石头做燃料就可以发电了。

  

  参考资料:
《全国能源信息平台》11月27日文章《美国核电技术取得突破,生产出安全的锕系核燃料》

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