核能开发与应用

核能开发与应用简介

安全、清洁、经济的能源？本书通过分析与综合，给出了肯定的回答。核能涉及到核燃料循环、核能的军事应用及和平应用等，本书对此给以系统而清晰的介绍。书中重点介绍了核裂变能，并简要概述了核聚变能，同时对于核能密不可分的核应用技术也进行了较为系统的陈述。本书以科技和人文内容的结合，从历史的纵的方面和世界与中国核能诸领域的横的方面，介绍了核能的过去，现在与未来。全书文笔流畅，系统性强，信息量大，是从事非核专业的科技人员，能源工作者，管理人员和具有一定文化水平的公众的一本有价值的参考书。目录

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 0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20

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

2.8 x射线的发现26

2.9 放射性的发现28

2.1 0钋和镭的发现29

2.1 1质能转换公式的提出31

2.1 2首次人工核反应的实现32

2.1 3首次人工放射性同位素的制成32

2.1 4核裂变的发现33

2.1 5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40

3.3 核燃料40

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50

3.8 核燃料循环54

3.9 铀矿的勘探和开采64

3.1 0铀矿石的加工和精制66

3.1 0 1铀矿石预处理66

3.1 0 2铀矿石浸出67

3.1 0 3铀的浓缩与纯化72

3.1 0 4铀的精制与转化77 3.1 1铀的同位素分离83

3.1 1.1 气体扩散法85

3.1 1.2 气体离心法86

3.1 1.3 空气动力学法87

3.1 1.4 激光法88

3.1 1.5 六氟化铀再转化89

3.1 2燃料元件的制造91

3.1 2.1 轻水堆燃料元件93

3.1 2.2 压力管式重水堆燃料元件95

3.1 2.3 生产堆燃料元件95

3.1 2.4 快中子增殖堆燃料元件95

3.1 2.5 高温气冷堆燃料元件96

3.1 3核燃料后处理97

3.1 3.1 磷酸铋流程99

3.1 3.2 redox流程99

3.1 3.3 butex流程101

3.1 3.4 trigly流程101

3.1 3.5 purex流程102

3.1 3.6 干法流程113

3.1 4放射性废物的处理处置114

3.1 4.1 废燃料115

3.1 4.2 超铀α高放废物115

3.1 4.3 中、低放废物116

3.1 4.4 放射性废气116

3.1 5世界核燃料循环工业的历史与现状117

3.1 6中国核燃料循环工业的建立和发展124

3.1 7钍-铀核燃料循环128

3.1 7.1 从钍矿石中分离提纯钍，制备核纯二氧化钍和金属钍128 3.1 7.2 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140

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150

4.1 0其他第三代核武器152

4.1 0 1减少剩余放射性弹152

4.1 0 2增强x射线弹152

4.1 0 3核电磁脉冲弹152

4.1 0 4核钻地弹153

4.1 1对低当量核武器的不同看法153

4.1 2第四代核武器初探154

4.1 2.1 金属氢武器154

4.1 2.2 核同质异能素武器155

4.1 2.3 反物质武器155

4.1 3世界第一颗原子弹的研制156

4.1 3.1 “铀顾问委员会”的成立和“曼哈顿工程”的启动157 4.1 3.2 第一座核反应堆的建立161

4.1 3.3 第一批原子弹的问世161

4.1 3.4 第一次原子弹爆炸实验162

4.1 4原子弹用于实战164

4.1 5科学家的良知169

4.1 6二战中德国、日本的核武器研究171

4.1 6.1 德国核计划的流产171

4.1 6.2 日本核武器研究计划的破灭173

4.1 7前苏联第一颗原子弹的研制174

4.1 8英国第一颗原子弹的研制177

4.1 9法国第一颗原子弹的研制179

4.2 0中国第一颗原子弹的研制179

4.2 1印度、巴基斯坦的核试验187

4.2 2目前世界上核国家的情况189

4.2 3核试验与核武库193

4.2 4国际核不扩散体制195

4.2 5核爆炸的和平利用197

第5章 核能的和平应用200

5.1 核反应堆的用途200

5.2 核反应堆的基本原理202

5.3 核反应堆的类别204

5.4 核反应堆的基本构成207

5.5 研究性反应堆210

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 0核电站226

5.1 0 1核电站概述226

5.1 0 2压水堆核电站237

5.1 0 3沸水堆核电站240

5.1 0 4重水堆核电站241

5.1 1核供热堆244

5.1 1.1 核供热堆概述244

5.1 1.2 池式供热堆247

5.1 1.3 壳式供热堆249

5.1 2天然核反应堆254

5.1 3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 .1 α辐射源273

6.6 .2 β辐射源273

6.6 .3 γ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 0无损检测286

6.1 1中子活化分析和同位素示踪290

6.1 2核技术诊断与辐射治疗293

6.1 3放射性同位素电池299

6.1 4世界核应用技术发展概况300

6.1 5中国核应用技术发展简史302

6.1 6核应用技术发展展望305

6.1 7核应用技术大事年表308

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320

7.9 反应堆不是原子弹321

7.1 0核能是安全的能源322

7.1 1核事件的分级323

7.1 2核能发生的事故很少325

7.1 3三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故335

7.1 4核事故促进先进反应堆的研发341

7.1 5核安全监督与审查342

7.1 6核安全研究的进展343

7.1 7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 .1 ap-600352

8.3 .2 ap-1000352

8.3 .3 改进型system 80?+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360

8.6 .1 高温气冷堆概述360

8.6 .2 模块式高温气冷堆365

8.6 .3 pbmr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

8.9 truex流程375

8.1 0diamex流程376

8.1 1didpa流程377

8.1 2trpo流程378 8.1 3cyanex-301分离锕系镧系元素流程380

8.1 4先进核燃料循环研究382

8.1 5电增殖核燃料的概念384

8.1 6核能开始出现复苏385

第9章 核聚变概述390

9.1 核聚变与聚变能390

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401

9.1 0核聚变研究的进展401

9.1 1国际聚变试验堆iter403

9.1 2聚变-裂变混合堆404

9.1 3中国受控核聚变研究的发展405

结束语 迎接第二核纪元的到来407

参考文献409

原文地址：

核能开发与应用简介

安全、清洁、经济的能源？本书通过分析与综合，给出了肯定的回答。核能涉及到核燃料循环、核能的军事应用及和平应用等，本书对此给以系统而清晰的介绍。书中重点介绍了核裂变能，并简要概述了核聚变能，同时对于核能密不可分的核应用技术也进行了较为系统的陈述。本书以科技和人文内容的结合，从历史的纵的方面和世界与中国核能诸领域的横的方面，介绍了核能的过去，现在与未来。全书文笔流畅，系统性强，信息量大，是从事非核专业的科技人员，能源工作者，管理人员和具有一定文化水平的公众的一本有价值的参考书。目录

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 0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20

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

2.8 x射线的发现26

2.9 放射性的发现28

2.1 0钋和镭的发现29

2.1 1质能转换公式的提出31

2.1 2首次人工核反应的实现32

2.1 3首次人工放射性同位素的制成32

2.1 4核裂变的发现33

2.1 5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40

3.3 核燃料40

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50

3.8 核燃料循环54

3.9 铀矿的勘探和开采64

3.1 0铀矿石的加工和精制66

3.1 0 1铀矿石预处理66

3.1 0 2铀矿石浸出67

3.1 0 3铀的浓缩与纯化72

3.1 0 4铀的精制与转化77 3.1 1铀的同位素分离83

3.1 1.1 气体扩散法85

3.1 1.2 气体离心法86

3.1 1.3 空气动力学法87

3.1 1.4 激光法88

3.1 1.5 六氟化铀再转化89

3.1 2燃料元件的制造91

3.1 2.1 轻水堆燃料元件93

3.1 2.2 压力管式重水堆燃料元件95

3.1 2.3 生产堆燃料元件95

3.1 2.4 快中子增殖堆燃料元件95

3.1 2.5 高温气冷堆燃料元件96

3.1 3核燃料后处理97

3.1 3.1 磷酸铋流程99

3.1 3.2 redox流程99

3.1 3.3 butex流程101

3.1 3.4 trigly流程101

3.1 3.5 purex流程102

3.1 3.6 干法流程113

3.1 4放射性废物的处理处置114

3.1 4.1 废燃料115

3.1 4.2 超铀α高放废物115

3.1 4.3 中、低放废物116

3.1 4.4 放射性废气116

3.1 5世界核燃料循环工业的历史与现状117

3.1 6中国核燃料循环工业的建立和发展124

3.1 7钍-铀核燃料循环128

3.1 7.1 从钍矿石中分离提纯钍，制备核纯二氧化钍和金属钍128 3.1 7.2 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140

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150

4.1 0其他第三代核武器152

4.1 0 1减少剩余放射性弹152

4.1 0 2增强x射线弹152

4.1 0 3核电磁脉冲弹152

4.1 0 4核钻地弹153

4.1 1对低当量核武器的不同看法153

4.1 2第四代核武器初探154

4.1 2.1 金属氢武器154

4.1 2.2 核同质异能素武器155

4.1 2.3 反物质武器155

4.1 3世界第一颗原子弹的研制156

4.1 3.1 “铀顾问委员会”的成立和“曼哈顿工程”的启动157 4.1 3.2 第一座核反应堆的建立161

4.1 3.3 第一批原子弹的问世161

4.1 3.4 第一次原子弹爆炸实验162

4.1 4原子弹用于实战164

4.1 5科学家的良知169

4.1 6二战中德国、日本的核武器研究171

4.1 6.1 德国核计划的流产171

4.1 6.2 日本核武器研究计划的破灭173

4.1 7前苏联第一颗原子弹的研制174

4.1 8英国第一颗原子弹的研制177

4.1 9法国第一颗原子弹的研制179

4.2 0中国第一颗原子弹的研制179

4.2 1印度、巴基斯坦的核试验187

4.2 2目前世界上核国家的情况189

4.2 3核试验与核武库193

4.2 4国际核不扩散体制195

4.2 5核爆炸的和平利用197

第5章 核能的和平应用200

5.1 核反应堆的用途200

5.2 核反应堆的基本原理202

5.3 核反应堆的类别204

5.4 核反应堆的基本构成207

5.5 研究性反应堆210

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 0核电站226

5.1 0 1核电站概述226

5.1 0 2压水堆核电站237

5.1 0 3沸水堆核电站240

5.1 0 4重水堆核电站241

5.1 1核供热堆244

5.1 1.1 核供热堆概述244

5.1 1.2 池式供热堆247

5.1 1.3 壳式供热堆249

5.1 2天然核反应堆254

5.1 3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 .1 α辐射源273

6.6 .2 β辐射源273

6.6 .3 γ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 0无损检测286

6.1 1中子活化分析和同位素示踪290

6.1 2核技术诊断与辐射治疗293

6.1 3放射性同位素电池299

6.1 4世界核应用技术发展概况300

6.1 5中国核应用技术发展简史302

6.1 6核应用技术发展展望305

6.1 7核应用技术大事年表308

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320

7.9 反应堆不是原子弹321

7.1 0核能是安全的能源322

7.1 1核事件的分级323

7.1 2核能发生的事故很少325

7.1 3三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故335

7.1 4核事故促进先进反应堆的研发341

7.1 5核安全监督与审查342

7.1 6核安全研究的进展343

7.1 7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 .1 ap-600352

8.3 .2 ap-1000352

8.3 .3 改进型system 80?+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360

8.6 .1 高温气冷堆概述360

8.6 .2 模块式高温气冷堆365

8.6 .3 pbmr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

8.9 truex流程375

8.1 0diamex流程376

8.1 1didpa流程377

8.1 2trpo流程378 8.1 3cyanex-301分离锕系镧系元素流程380

8.1 4先进核燃料循环研究382

8.1 5电增殖核燃料的概念384

8.1 6核能开始出现复苏385

第9章 核聚变概述390

9.1 核聚变与聚变能390

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401

9.1 0核聚变研究的进展401

9.1 1国际聚变试验堆iter403

9.1 2聚变-裂变混合堆404

9.1 3中国受控核聚变研究的发展405

结束语 迎接第二核纪元的到来407

参考文献409

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