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核燃料資料圖原圖鏈接來自 搜狐 的圖片

核燃料（nuclear fuel），可在核反應堆中通過核裂變或核聚變產生實用核能的材料。重核的裂變和輕核的聚變是獲得實用鈾棒核能的兩種主要方式。鈾235、鈾238和鈈239是能發生核裂變的核燃料，又稱裂變核燃料。其中鈾235存在於自然界，而鈾233、鈈239則是釷232和鈾238吸收中子後分別形成的人工核素。從廣義上說，釷232和鈾238也是核燃料。氘和氚是能發生核聚變的核燃料，又稱聚變核燃料。氘存在於自然界，氚是鋰6吸收中子後形成的人工核素。核燃料在核反應堆中「燃燒」時產生的能量遠大於化石燃料，1千克鈾235完全裂變時產生的能量約相當於2500噸煤。

類型

簡介

包含易裂變核素、在核反應堆內可以實現自持核裂變鏈式反應的材料。核燃料在反應堆內使用時：

①與包殼材料相容。

②具有較高的熔點和熱導率。

③輻照穩定性好。

④製造容易，再處理簡單。根據不同的堆型，可以選用不同類型的核燃料：金屬（包括合金）燃料，陶瓷燃料，彌散體燃料和流體（液態）燃料等。

金屬燃料

鈾是普遍使用的核燃料。天然鈾中只含0.7%的U235，其餘為U238。天然鈾的這個濃度正好能使核反應堆實現自持核裂變鏈式反應，因而成為最早的核燃料，功率密度,一般要用U含量大於0.7%的濃縮鈾。這可以通過氣體擴散法或離心法來獲得。

陶瓷燃料

包括鈾、鈈等的氧化物、碳化物和氮化物，其中UO2是最常用的陶瓷燃料。UO2的熔點很高（2865℃），高溫穩定性好。輻照時UO2燃料芯塊內可保留大量裂變氣體，所以燃耗（指燃耗份額，即消耗的易裂變核素的量占初始裝載量的百分比值）達10%也無明顯的尺寸變化。

彌散體燃料

這種材料是將核燃料彌散地分布在非裂變材料中。在實際應用中，廣泛採用由陶瓷燃料顆粒和金屬基體組成的彌散體系。這樣可以把陶瓷的高熔點和輻照穩定性與金屬的較好的強度、塑性和熱導率結合起來。細小的陶瓷燃料顆粒減輕了溫差造成的熱應力，連續的金屬基體又大大減少了裂變產物的外泄。由裂變碎片所引起的輻照損傷基本上集中在燃料顆粒內，而基體主要是處在中子的作用下，所受損傷相對較輕，從而可達到很深的燃耗。

流體燃料

在均勻堆中，核燃料懸浮或溶解於水、液態金屬或熔鹽中，從而成為流體燃料（液態燃料）。流體燃料從根本上消除了因輻照造成的尺寸不穩定性，也不會因溫度梯度而產生熱應力，可以達到很深的燃耗。同時，核燃料的製備和後處理也都大大簡化，並且還提供了連續加料和處理的可能性。流體燃料與冷卻劑或慢化劑直接接觸，所以對放射性安全提出較嚴的要求，且腐蝕和質量遷移也往往是一個嚴重問題。這種核燃料尚處於實驗階段（見錒系金屬）。

重大傷害

切爾諾貝利核電站核泄漏事故被定義為最嚴重的7級。位於今烏克蘭境內的切爾諾貝利核電站4號反應堆發生爆炸，8噸多強輻射物泄漏。 事故共造成31名消防人員死亡，數千人受到強核輻射，數萬人撤離。保守估計蘇聯共花費了180億美元，以及50萬軍民處理此事件。

視頻

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