核能开发与应用

引子

世界第一座核反应堆的诞生1

第1章

为什么要开发核能4

11什么是核能4

12两种核能5

13能源的现状5

14人口与能源的矛盾突出6

15化石能源严重污染环境7

16核能的优点9

17化石能源行将用尽9

18种类繁多的替代能源12

19核能是不可或缺的替代能源13

11中国必须发展核能15

第2章

核能发现的历史回顾17

21最早“原子”概念的提出18

22原子论的复兴18

23电子的发现2

24“小太阳系原子模型”的提出22

25质子的发现23

26中子的发现23

27众多的基本粒子的发现25

28X射线的发现26

29放射性的发现28

21钋和镭的发现29

211质能转换公式的提出31

212首次人工核反应的实现32

213首次人工放射性同位素的制成32

214核裂变的发现33

215有关核能发现的大事年表35

第3章

核燃料与核燃料循环37

31链式裂变反应37

32放射性4

33核燃料4

34铀及其化合物41

35钍及其化合物43

36钚及其化合物45

37天然放射性衰变系5

38核燃料循环54

39铀矿的勘探和开采64

31铀矿石的加工和精制66

311铀矿石预处理66

312铀矿石浸出67

313铀的浓缩与纯化72

314铀的精制与转化77

311铀的同位素分离83

3111气体扩散法85

3112气体离心法86

3113空气动力学法87

3114激光法88

3115六氟化铀再转化89

312燃料元件的制造91

3121轻水堆燃料元件93

3122压力管式重水堆燃料元件95

3123生产堆燃料元件95

3124快中子增殖堆燃料元件95

3125高温气冷堆燃料元件96

313核燃料后处理97

3131磷酸铋流程99

3132Redox流程99

3133Butex流程11

3134Trigly流程11

3135Purex流程12

3136干法流程113

314放射性废物的处理处置114

3141废燃料115

3142超铀α高放废物115

3143中、低放废物116

3144放射性废气116

315世界核燃料循环工业的历史与现状117

316中国核燃料循环工业的建立和发展124

317钍-铀核燃料循环128

3171从钍矿石中分离提纯钍，制备核纯二氧化钍和金属钍128

3172钍基核燃料后处理Thorex流程131

第4章

核能的军事应用135

41核武器概况135

42对原子弹的基本要求136

43枪式原子弹138

44内爆式原子弹139

45核爆炸的破坏力及防护14

451光辐射141

452冲击波141

453瞬时核辐射142

454剩余核辐射143

455核电磁脉冲143

46原子弹的爆炸方式143

47核武器的小型化144

48氢弹145

49中子弹15

41其他第三代核武器152

411减少剩余放射性弹152

412增强X射线弹152

413核电磁脉冲弹152

414核钻地弹153

411对低当量核武器的不同看法153

412第四代核武器初探154

4121金属氢武器154

4122核同质异能素武器155

4123反物质武器155

413世界第一颗原子弹的研制156

4131“铀顾问委员会”的成立和“曼哈顿工程”的启动157

4132第一座核反应堆的建立161

4133第一批原子弹的问世161

4134第一次原子弹爆炸实验162

414原子弹用于实战164

415科学家的良知169

416二战中德国、日本的核武器研究171

4161德国核计划的流产171

4162日本核武器研究计划的破灭173

417前苏联第一颗原子弹的研制174

418英国第一颗原子弹的研制177

419法国第一颗原子弹的研制179

42中国第一颗原子弹的研制179

421印度、巴基斯坦的核试验187

422目前世界上核国家的情况189

423核试验与核武库193

424国际核不扩散体制195

425核爆炸的和平利用197

第5章

核能的和平应用2

51核反应堆的用途2

52核反应堆的基本原理22

53核反应堆的类别24

54核反应堆的基本构成27

55研究性反应堆21

551重水型研究堆212

552游泳池式研究堆212

553高通量工程试验堆214

554铀-氢化锆脉冲堆214

555微型研究堆215

56生产反应堆215

57动力反应堆216

58船舰用反应堆217

59飞机与航天核动力装置224

51核电站226

511核电站概述226

512压水堆核电站237

513沸水堆核电站24

514重水堆核电站241

511核供热堆244

5111核供热堆概述244

5112池式供热堆247

5113壳式供热堆249

512天然核反应堆254

513核能应用大事年表256

第6章

核应用技术258

61核应用技术的基础与手段258

62放射性同位素259

63放射性同位素的生产264

64电离辐射265

65加速器267

66辐射源272

661α辐射源273

662β辐射源273

663γ辐射源273

664中子源273

67核应用技术的基本功能及主要应用领域276

68辐射加工277

69辐射育种与辐射防治虫害284

61无损检测286

611中子活化分析和同位素示踪29

612核技术诊断与辐射治疗293

613放射性同位素电池299

614世界核应用技术发展概况3

615中国核应用技术发展简史32

616核应用技术发展展望35

617核应用技术大事年表38

第7章

辐射防护与核安全311

71辐射无处不在311

72辐射防护中的基本概念和使用的量312

73辐射危害313

74各种辐射源引起的剂量314

75辐射防护标准和原则317

76辐射的监测318

77辐射的防护319

78核安全32

79反应堆不是原子弹321

71核能是安全的能源322

711核事件的分级323

712核能发生的事故很少325

713三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故335

714核事故促进先进反应堆的研发341

715核安全监督与审查342

716核安全研究的进展343

717核安全文化344

第8章

核能的未来发展346

81影响未来核能发展的三个关键问题346

82第4代核能系统概念的提出347

83压水堆的发展351

831AP-6352

832AP-1352

833改进型System

8+353

834欧洲压水堆EPR353

835国际革新安全型反应堆IRIS354

84沸水堆的发展355

841改进型沸水堆ABWR356

842简化型先进沸水堆SBWR358

843改进型简化沸水堆ESBWR359

85重水堆的发展359

86高温气冷堆的发展36

861高温气冷堆概述36

862模块式高温气冷堆365

863PBMR高温气冷堆367

864气轮机-模块化氦气反应堆GT-MHR367

865超高温反应堆VHTR367

87快中子反应堆的发展368

871快中子反应堆概述368

872气体冷却快堆GFR372

873铅冷却快堆LFR374

88高放废液最终处置的新概念--分离嬗变法374

89TRUEX流程375

81DIAMEX流程376

811DIDPA流程377

812TRPO流程378

813Cyanex-31分离锕系镧系元素流程38

814先进核燃料循环研究382

815电增殖核燃料的概念384

816核能开始出现复苏385

第9章

核聚变概述39

91核聚变与聚变能39

92核聚变的条件391

93核聚变的首选燃料393

94核聚变的应用393

95受控核聚变反应的等离子体条件394

951“得失相当”条件395

952点火温度395

953劳逊判据396

96等离子体的形成和加热397

97磁约束核聚变398

98惯性约束核聚变399

99常温核聚变41

91核聚变研究的进展41

911国际聚变试验堆ITER43

912聚变-裂变混合堆44

913中国受控核聚变研究的发展45

结束语

迎接第二核纪元的到来47

参考文献49