滋生原子反應器 Breeder Reactors

化學原理啟迪519

Salvatore Ferragamo Men Fall/Winter 2015-16 | Milan 

1.     核電工業中其中一個潛在的問題是鈾235 ²³⁵₉₂U的供應。有些科學家認為，為了生產核分裂燃料，自然界鈾235 ²³⁵₉₂U含量足夠的鈾礦，幾乎要被人類消耗掉了。

2.     為了解決鈾礦可能耗盡的問題，研究人員研發出滋生原子反應器breeder reactors，在核反應爐運作時製造出核分裂燃料。

3.     在滋生原子反應器，天然鈾的主要成分「鈾238 ²³⁸₉₂U」變成可核分裂的「鈽239 ²³⁹ ₉₄Pu」，這個反應程序吸收了一個中子，產生2個β粒子：

¹₀n＋²³⁸ ₉₂U→²³⁹ ₉₂U

²³⁹ ₉₂U→²³⁹₉₃Np＋⁰_－1e

²³⁹ ₉₃Np→²³⁹ ₉₄Pu＋⁰_－1e

4.     當核反應爐運作，「鈾235 ²³⁵₉₂U」被分裂，部分過量中子被「²³⁸₉₂U」吸收，製造出「鈽239 ²³⁹₉₄Pu」，然後鈽被離析出來，成為另一個反應爐的燃料。這種反應爐在運作時，會孕育新的核燃料。

5.     雖然法國沒有使用滋生反應器breeder reactor，但美國有在慢慢發展滋生原子反應器breeder reactor，發展得慢是因為它有爭議性，對自然環境可能產生破壞力。鈽的其中一缺點是接觸到空氣會燃燒、並且是劇毒。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》