核裂变产物

✍ dations ◷ 2025-08-14 08:35:47 #核裂变产物
核裂变产物即指核裂变过程中生成的产物。核裂变是指由较重的(原子序数较大的)原子,主要是指铀或钚,裂变成较轻的(原子序数较小的)原子的一种核反应形式。原子弹以及核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用(以铀-238制备的)钚-239为原料制成,而铀-235裂变在核电厂最常见,由钍-232制备的铀-233也在实验堆中使用。重核原子经中子撞击后,裂变成为两个较轻的原子,这就是最初的裂变产物。由于重原子核的中子含量很高,大约60%(如钚-239含有145个中子),而轻的稳定原子核中子含量较低(50%~55%),因此裂变产物中都含有过多的中子。这些富含中子的裂变产物都通过系列β衰变(把中子变成质子的反应)最终变成稳定核,这一过程中将产生一系列放射性裂变产物,每个β系列都维持质量数不变,都以一个稳定核为终点。例如 氪-92 → 铷-92 → 锶-92 → 钇-92 → 锆-92。核裂变生成众多不同产物,可以按照质量数分成不同的β系列,而这些不同系列(即不同质量数)的种类分布也是有规律的。如右图所示,每个重核都大致裂变成大小两个轻核,一个质量数在86~107之间(氪、铷、锶、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉),一个质量数在131-148之间(锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕)。此外,微量的(0.2~0.4%)三裂式裂变,除了大小两个轻核外,还产生一个微小的氦-4或氚核。由于核反应堆存在核泄露的隐患,因此放射性裂变产物受到广泛关注。事实上,也是很幸运的,没有半衰期为百年至二十万年之间的裂变产物,因此放射性裂变产物可以分成两类,一类放射性强,但是可以在数百年内衰变殆尽;另一类放射性很弱,它们的放射性低于相应裂变原料,即放射性矿物,采用废料回填矿坑的办法就能达成“核工业降低地壳的放射性总量”。第一类强放射性的裂变产物中,绝大多数半衰期很短,在泄露数月内就很快耗尽,但有几个核素半衰期在数年到数十年之间,列于上表“中寿命核裂变产物”,它们造成的影响将持续数十至数百年。其中最值得关注的是铯-137和锶-90,它们的半衰期都约为30年(寿命很长),而且裂变产额都较高(产量很大),这两种原子核是裂变产物放置数年至数百年间放射性的主要来源(因为其它强放射性核或者数年内耗尽,或者含量太低)。如上表所示,铯-137和锶-90的产额和衰变能都显著地比其它核素高。不幸的是,这两种中长期辐射主力核素,恰巧都容易进入生物体内:铯和锶两种元素的化学性质分别与钾和钙相似,容易被人体吸收,特别是锶容易代替钙沉积在骨骼中,因此对铯-137和锶-90的回收利用或无害化处理十分重要。此外一些极短寿命的放射性产物也颇受关注,特别是碘-131,虽然数个月就能衰变殆尽,但它极易被人体吸收富集;另外,铯-134和锶-89是另两个短寿强放射性核素,对人体伤害方式与铯-137和锶-90相同,只是危害时间更集中。以上五个核素正是裂变产物泄漏造成数次人体伤害事故的主要元凶,相关数据列于下表:第二类裂变产物放射性很低,却“太长寿”,最值得关注的是碘-129、锝-99和铯-135。虽然它们放射性比相应数量的铀矿原料低,但比铀矿更容易游离于自然水体之中,它们分别以I-、TcO4-和Cs+形式溶解在水中,而且难以沉积,造成大自然水体的近乎永久性的放射性污染。因此它们的隔绝存放尤为重要。它们被自然水体稀释后,辐射量远低于自然界的辐射背底,不对人体健康造成影响,而且即使多量摄入也很容易排出。此外,核泄漏或核爆炸造成的放射污染还包括钚铀等锕系元素的污染,它们不属于核裂变产物。

相关

  • 细菌结构细菌(真细菌)的细胞结构独特,与古菌和真核生物细胞结构有很大不同。细菌的细胞结构相比真核生物,要简单很多。细菌最外层的结构为细胞壁。往内,则依次为细胞膜、细胞质及拟核。部
  • 透镜本条目介绍的是光学设备,其他领域的透镜不在此处讨论。透镜是一种将光线聚合或分散的设备,通常是由一片玻璃构成,但用于其他电磁辐射的类似设备通常也称为透镜,例如:由石蜡制成的
  • 抗原呈递交叉呈递是特定抗原呈现细胞吞噬并利用MHC I呈现外来抗原给细胞毒性T细胞的能力。交叉致敏,是交叉呈递后的结果,其描述的是透过交成呈递而使初始T细胞(英语:Naive T cell)变成活
  • 亚甲蓝亚甲蓝(Methylene blue),又称亚甲基蓝、次甲基蓝、次甲蓝、美蓝、品蓝、甲烯蓝、瑞士蓝(Swiss blue),国际非专利药品名称(INN)为methylthioninium chloride。是一种芳香杂环化合物。
  • 吞噬作用吞噬作用(英语:phagocytosis,来自古希腊语φαγεῖν)亦称吞食、噬菌作用,是吞噬细胞和原生动物通过细胞膜从周围环境摄取固体颗粒,并在其内部形成吞噬体的过程。吞噬作用是细胞
  • 单株抗体单株抗体(英语:monoclonal antibody,缩写:mAb),简称单抗,是仅由一种类型的免疫细胞制造出来的抗体,相对于多克隆抗体(由多种类型的B细胞所制造出来的一种抗体)。单克隆抗体由可以制造
  • 矿业美国是世界矿产资源最丰富的国家之一。美国矿产资源中,煤矿、钼矿、天然碱、硼矿、溴矿、硫酸钠储量居世界第1位;铜矿、金矿、镉矿、银矿、钇矿、磷矿、硫矿居世界第2位;铅、锌
  • 自由市场自由市场是经济学术语,指金钱、货物的流动完全是根据市场自然的状况而进行的,政府不介入控制。自由市场经济就是以“市场主导”作为经济体系运作的原则。自由市场的原则是希望
  • 官方语言联合国正式语文有6种,用于联合国会议,联合国所有正式文件皆以这6种语文书写。以拉丁字母顺序排列分别为:这些语言在联合国各个机构的会议上使用,特别是联合国大会(《议事规则》第
  • 氚(Tritium;符号:T或3H,注音:ㄔㄨㄢ;拼音:chuān)。亦称超重氢,是氢的同位素之一,元素符号为T或3H。它的原子核由一颗质子和两颗中子所组成,并带有放射性,会发生β衰变,放出电子变成氦-3,