硼-10同位素的硼-10同位素在核反应中的作用

发表时间:2022-10-12 访问量:24495

      U-235发生裂变反应后产生快中子,快中子在慢化剂中运动,能量逐渐衰减,最后变成热中子,这段时间叫慢化时间,这个过程叫慢化过程。快中子变成热中子后不一定马上会被吸收,还会运动一段时间,最后被吸收,这段时间叫扩散时间。
      在慢化过程中,可以使用慢化剂。慢化剂的作用是慢化中子,以使中子容易与靶核反应,做慢化剂的前提条件是具有大的散射截面,小的吸收截面,这样慢化效果好,更好的慢化剂是重水,还有二氧化碳,碳,水,硼-10同位素等等。 硼酸是一种大中子吸收截面的物质,在反应堆中主要是用来调节反应性用的,加入适量的硼酸可以降低反应性。硼酸的硼-10同位素是较好的慢化剂。
      天然硼元素有两种稳定同位素,即硼-10(10)B 和硼-10(11)B,其丰度分别为19.78%和80.22%。硼-10(10)B 具有对中子高吸收的独特特性,硼-10(10)B 对热中子的吸收截面为3837巴(1b=10,Pa)。
      自然丰度的硼的对热中子的吸收截面接近于750巴,而硼-10(11)B 仅为 0.005巴,因此硼-10(10)B 对热中子的吸收截面是自然丰度硼的5倍还多,是石墨的20多倍,是传统防护材料混凝土的 500多倍。
      就是说,硼-10同位素是高效的热中子吸收剂。因此在核电站中它是安全和控制系统中所不可缺少的。特殊级(SQ)硼酸用于核工业,具有硼-10高比例特性。因此硼酸是可以终止核反应用的,吸收中子,再速凝水泥封堵,以后此地方圆多少公里为无人区,不再住人。
      正是由于硼-10(10)B 同位素的这种特性,使得硼-10(10)B 同位素的相关产品广泛应用到了军用防护、核武器及核工业等军事领域。 现在据报导爆掉的福岛一号堆已经在用硼酸。一开始不用是因为一旦用了硼酸,里面的核燃料就全部报废了,并且不可逆转。福岛电站用的是MOX燃料,是极重要的战略资源,可以加工提炼到武器级的钚。
东京都知事石原慎太郎,说这次日本遭遇地震+海啸+核泄漏是“遭天谴”,估计说的就是针对“日本的核野心'。
福岛核电站,用的是铀和钚的混合堆,燃料棒融毁深入地下后果将是灾难性的。所以对于地下水也需要防范检测的。钚的半衰期超级长,很恐怖的。
      投撒硼酸还有一个作用就是可以在高温下玻化,可固定住放射性元素四处扩散(如同玻璃厂烧制玻璃一般)。其后将是性封堵。


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