奥克洛天然核反应堆是什么东西
奥克洛天然核反应堆是什么东西
对于奥克洛天然核反应堆，可能很多朋友都不会不知道是什么，这是指一种在天然情况下，自发而成的核反应堆，跟人造的核反应堆相似。下面是小编分享的奥克洛天然核反应堆的介绍，一起来看看吧。
奥克洛天然核反应堆的介绍
非洲中部加蓬共和国的奥克洛由法国物理学家弗朗西斯·佩兰发现天然核反应堆，指在铀矿层中发现的铀的同位素能够在过去自然发生自持核连锁反应的一种现象。1956年日裔美籍物理学家黑田和夫预言了在某种条件下存在天然核反应堆的可能性。发现的天然核反应堆的自然条件与预言非常相似。
奥克洛是目前世界上唯一确认的曾经自然发生自持的核连锁反应的地方，共有16处。从大约20亿年以前开始反应，断断续续反应了几十万年，在此期间平均输出功率为100千瓦输出为3000万伏特。
奥克洛核反应堆的说法
奥克洛核反应堆——科学家考察 明的说法，这些都是有缺陷的推论，真相是： 1972年，法国从非洲加蓬共和国进口一些铀矿石，准备用于核工业。这些铀矿石产于奥克洛地区，但是，经过同位素分析后发现，U235的平均浓度竟然只有0.62%，比U235的正常浓度0.72%低得多。为了研究这一特殊现象，科学家们到分布为带状的奥克洛铀矿区的各点取样，然后做同位素分析，又发现了浓度低于0.3%的贫化铀(U235浓度小于其天然浓度0.72%的铀)。通过认真的科学研究后发现，在20亿年前，由于地质的变迁，有水渗入到奥克洛铀矿区，从而引发了奥克洛铀矿中的铀进行了天然的自持链式核裂变反应，从而使奥克洛铀矿区U235的浓度值严重低于正常值。这是人们发现的一例天然(并非人造)核反应堆，被称之为奥克洛现象。
通常人们以为，在地球上，只有人类建造的“核反应堆”。可是，在非洲西海岸的加蓬共和国奥克洛铀矿，法国工程师鲍齐奎斯发现了奇异的情况。他在1972年6月，对这里的矿石作出了分析，结果令科学界大吃一惊。经过对铀矿中一种铀的同位素铀235进行常规分析，结果显得异乎寻常：天然铀235的含量，比他过去测量所得的数值低。这个数据表明，几十亿年前，这里的铀235可能已燃烧过。
科学解释奥克洛核反应堆
对于奥克洛现象，科学家们早在60年代就有预言，比如，中国著名的科
核反应堆 学家，中国科学院学部委员侯德封先生，在60年代就明确指出，由于U235的放射性半衰期，也就是U235在放射性衰变过程中，原子核的数目或U235的浓度，减少到原来数目的一半时，所需要的时间大约为7亿年，因此，现在天然U235的正常浓度为0.72%，但是在几十亿年前，也就是地球形成后的几十亿年中，铀矿中U235的浓度却远高于今天的浓度，也就是天然的浓缩铀，如果自然条件具备的话，就会发生天然的自持链式核裂变反应。 国外科学界的同行们也相继作出了同样的预见，美国的一些科学家明确指出，20亿年前的铀矿石中U235的浓度足以产生天然连锁反应，并且明确地给出了天然铀矿发生天然自持链式核裂变反应的条件。很快，在1972年，科学家们的预见被证实了。
核反应堆有什么用途
核裂变时既释放出大量能量、又释放出大量中子。核反应堆有许多用途，但归结起来，一是利用裂变核能，二是利用裂变中子。核能主要用于发电，但它在其它方面也有广泛的应用。例如核能供热、核动力等。
核能供热是廿世纪八十年代才发展起来的一项新技术，这是一种经济、安全、清洁的热源，因而在世界上受到广泛重视。在能源结构上，用于低温(如供暖等)的热源，占总热耗量的一半左右，这部分热多由直接燃煤取得，因而给环境造成严重污染。在我国能源结构中，近70%的能量是以热能形式消耗的，而其中约60%是120℃以下的低温热能，所以发展核反应堆低温供热，对缓解供应和运输紧张、净化环境、减少污染等方面都有十分重要的意义。核供热是一种前途远大的核能利用方式。核供热不仅可用于居民冬季采暖，也可用于工业供热。特别是高温气冷堆可以提供高温热源，能用于煤的气化、炼铁等耗热巨大的行业。核能既然可以用来供热、也一定可以用来制冷。清华大学在五兆瓦的低温供热堆上已经进行过成功的试验。核供热的另一个潜在的大用途是海水淡化。在各种海水淡化方案中，采用核供热是经济性最好的一种。在中东、北非地区，由于缺乏淡水，海水淡化的需求是很大的。
核能又是一种具有独特优越性的动力。因为它不需要空气助燃，可作为地下、水中和太空缺乏空气环境下的特殊动力;又由于它少耗料、高能量，是一种一次装料后可以长时间供能的特殊动力。例如，它可作为火箭、宇宙飞船、人造卫星、潜艇、航空母舰等的特殊动力。将来核动力可能会用于星际航行。现在人类进行的太空探索，还局限于太阳系，故飞行器所需能量不大，用太阳能电池就可以了。如要到太阳系外其他星系探索，核动力恐怕是唯一的选择。美、俄等国-直在从事核动力卫星的研究开发，旨在把发电能力达上百千瓦的发电设备装在卫星上。由于有了大功率电源，卫星在通讯、军事等方面的威力将大大增强。1997年10月15日美国宇航局发射的“卡西尼”号核动力空间探测飞船，它要飞往土星，历时7年，行程长达35亿公里漫长的旅途。
核动力推进，主要用于核潜艇、核航空母舰和核破冰船。由于核能的能量密度大、只需要少量核燃料就能运行很长时间，这在军事上有很大优越性。尤其是核裂变能的产生不需要氧气，故核潜艇可在水下长时间航行。正因为核动力推进有如此大的优越性，故几十年来全世界己制造的用于舰船推进的核反应堆数目已达数百座，超过了核电站中的反应堆数目(当然其功率远小于核电站反应堆)。现在核航空母舰、核驱逐舰、核巡洋舰与核潜艇一起，已形成了一支强大的海上核力量。
核反应堆的第二大用途就是利用链式裂变反应中放出的大量中子。这方面的用途是非常多的，我们这里仅举少量几个例子。我们知道，许多稳定的元素的原子核如果再吸收一个中子就会变成一种放射性同位素。因此反应堆可用来大量生产各种放射性同位素。放射性同位素在工业、农业、医学上的广泛用途现在几乎是尽人皆知的了。还有，现在工业、医学和科研中经常需用一种带有极微小孔洞的薄膜，用来过滤、去除溶液中的极细小的杂质或细菌之类。在反应堆中用中子轰击薄膜材料可以生成极微小的孔洞，达到上述技术要求。利用反应堆中的中子还可以生产优质半导体材料。我们知道在单晶硅中必须掺入少量其他材料，才能变成半导体，例如掺入磷元素。一般是采用扩散方法，在炉子里让磷蒸汽通过硅片表面渗进去。但这样做效果不是太理想，硅中磷的浓度不均匀，表面浓度高里面浓度变低。现在可采用中子掺杂技术。把单晶硅放在反应堆里受中子辐照，硅俘获一个中子后，经衰变后就变成了磷。由于中子不带电、很容易进入硅片的内部，故这种办法生产的硅半导体性质优良。利用反应堆产生的中子可以治疗癌症。因为许多癌组织对于硼元素有较多的吸收，而且硼又有很强的吸收中子能力。硼被癌组织吸收后，经中子照射，硼会变成锂并放出α射线。α射线可以有效杀死癌细胞，治疗效果要比从外部用γ射线照射好得多。反应堆里的中子还可用于中子照相或者说中子成像。中子易于被轻物质散射，故中子照相用于检查轻物质(例如炸药、毒品等)特别有效，如果用x光或超声成像则检查不出来。
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