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次锕系元素

次錒系元素是指用過核燃料中除之外的錒系元素,包括[2]比較重要的同位素有錼-237、鋂-241、鋂-243、鋦-242到鋦-248,以及鉲-249到鉲-252。

輕水堆中核素鈾-238到鋦-245的嬗變流程。[1]縂嬗變速率對於不同的核素不同。鋦-245和鋦-248是長壽核素。

核動力產業主要應用的則稱為主錒系元素

在用過核燃料儲存中,來自鈽和次錒系元素的放射性熱量將在三百年到兩萬年間居主導地位。[3]裂變產物中其它核素的半衰期要不短於三百年,就是長於兩萬年。

不同鈽的來源中,核電站乏燃料中所含鈽-241比軍事目的的反應堆中產生的鈽要多得多。鈽-241半衰期為14年,經β衰變轉變為鋂-241。對熱中子而言,鋂-241是不可裂變材料,但是快中子可以引發鋂-241的裂變。鋂-241只有在吸收兩個熱中子之後才能轉變為可裂變材料。因此,無論對於熱中子反應堆還是核武器,鈽-241和鋂-241的含量越低越好。鋂-241量的多少還可以用來鑑定未知來源的鈈,以及估算該樣品上一次經過化學純化的時間。

鋂通常被用作α輻射源和低能量γ輻射源。它還被用在煙霧警報器中。鈽-239和鈽-240經過中子俘獲後可以轉變為鈽-241,後者經過β衰變變為鋂-241。[4]一般來説,隨著中子能量的增加,裂變反應的反應截面增大,而中子俘獲截面降低。因此若是用金屬氧化物燃料,沸水堆壓水堆中鎇的產量要多於熱中子堆。[5]

次錒系元素大多是人造元素,有極少量作爲衰變產物存在于自然界礦物中。但在核武器試驗裏,有少量次錒系元素存在于放射性落下灰中。比如,在美國熱核武器常春藤麥克的實驗場地,曾發現了鋂、鋦、鉳、鉲、鑀和鐨等的同位素。[6]

輕水堆乏燃料中的超鈾元素(燃料利用率=55吉瓦特·天/每噸位重金屬)以及平均中子消耗量與核裂變的比值[7]
同位素 份量 D輕水堆 D快中子堆 D超熱堆
錼-237 0.0539 1.12 -0.59 -0.46
鈽-238 0.0364 0.17 -1.36 -0.13
鈽-239 0.451 -0.67 -1.46 -1.07
鈽-240 0.206 0.44 -0.96 0.14
鈽-241 0.121 -0.56 -1.24 -0.86
鈽-242 0.0813 1.76 -0.44 1.12
鋂-241 0.0242 1.12 -0.62 -0.54
鋂-242m 0.000088 0.15 -1.36 -1.53
鋂-243 0.0179 0.82 -0.60 0.21
鋦-243 0.00011 -1.90 -2.13 -1.63
鋦-244 0.00765 -0.15 -1.39 -0.48
鋦-245 0.000638 -1.48 -2.51 -1.37
加權和 -0.03 -1.16 -0.51
負值説明淨產生中子

參考資料

  1. ^ Sasahara, Akihiro; Matsumura, Tetsuo; Nicolaou, Giorgos; Papaioannou, Dimitri. Neutron and Gamma Ray Source Evaluation of LWR High Burn-up UO2 and MOX Spent Fuels. Journal of Nuclear Science and Technology. April 2004, 41 (4): 448–456 [2013-03-31]. doi:10.3327/jnst.41.448. (原始内容存档于2010-11-19). 
  2. ^ Moyer, Bruce A. Ion Exchange and Solvent Extraction: A Series of Advances, Volume 19. CRC Press. 2009: 120. ISBN 9781420059700. 
  3. ^ Stacey, Weston M. Nuclear Reactor Physics. John Wiley & Sons. 2007: 240. ISBN 9783527406791. 
  4. ^ Raj, Gurdeep. Advanced Inorganic Chemistry Vol-1, 31st ed.. Krishna Prakashan Media. 2008: 356. ISBN 9788187224037. 
  5. ^ Berthou, V.; et al. (PDF). Journal of Nuclear Materials. 2003, 320: 156–162 [2013-03-31]. doi:10.1016/S0022-3115(03)00183-1. (原始内容 (PDF)存档于2016-01-26). 
  6. ^ Fields, P.; Studier, M.; Diamond, H.; Mech, J.; Inghram, M.; Pyle, G.; Stevens, C.; Fried, S.; Manning, W. Transplutonium Elements in Thermonuclear Test Debris. Physical Review. 1956, 102 (1): 180. Bibcode:1956PhRv..102..180F. doi:10.1103/PhysRev.102.180. 
  7. ^ Etienne Parent. (PDF). MIT: 104. 2003. (原始内容 (PDF)存档于2009-02-25). 


次锕系元素, 次錒系元素是指用過核燃料中除鈾和鈽之外的錒系元素, 包括錼, 鑀和鐨, 比較重要的同位素有錼, 242到鋦, 以及鉲, 249到鉲, 輕水堆中核素鈾, 238到鋦, 245的嬗變流程, 縂嬗變速率對於不同的核素不同, 245和鋦, 248是長壽核素, 而核動力產業主要應用的鈾和鈽則稱為主錒系元素, 在用過核燃料儲存中, 來自鈽和次錒系元素的放射性和熱量將在三百年到兩萬年間居主導地位, 裂變產物中其它核素的半衰期要不短於三百年, 就是長於兩萬年, 不同鈽的來源中, 核電站乏燃料中所含鈽, 241比軍事目. 次錒系元素是指用過核燃料中除鈾和鈽之外的錒系元素 包括錼 鋂 鋦 鉳 鉲 鑀和鐨 2 比較重要的同位素有錼 237 鋂 241 鋂 243 鋦 242到鋦 248 以及鉲 249到鉲 252 輕水堆中核素鈾 238到鋦 245的嬗變流程 1 縂嬗變速率對於不同的核素不同 鋦 245和鋦 248是長壽核素 而核動力產業主要應用的鈾和鈽則稱為主錒系元素 在用過核燃料儲存中 來自鈽和次錒系元素的放射性和熱量將在三百年到兩萬年間居主導地位 3 裂變產物中其它核素的半衰期要不短於三百年 就是長於兩萬年 不同鈽的來源中 核電站乏燃料中所含鈽 241比軍事目的的反應堆中產生的鈽要多得多 鈽 241半衰期為14年 經b衰變轉變為鋂 241 對熱中子而言 鋂 241是不可裂變材料 但是快中子可以引發鋂 241的裂變 鋂 241只有在吸收兩個熱中子之後才能轉變為可裂變材料 因此 無論對於熱中子反應堆還是核武器 鈽 241和鋂 241的含量越低越好 鋂 241量的多少還可以用來鑑定未知來源的鈈 以及估算該樣品上一次經過化學純化的時間 鋂通常被用作a輻射源和低能量g輻射源 它還被用在煙霧警報器中 鈽 239和鈽 240經過中子俘獲後可以轉變為鈽 241 後者經過b衰變變為鋂 241 4 一般來説 隨著中子能量的增加 裂變反應的反應截面增大 而中子俘獲截面降低 因此若是用金屬氧化物燃料 沸水堆和壓水堆中鎇的產量要多於熱中子堆 5 次錒系元素大多是人造元素 有極少量作爲衰變產物存在于自然界礦物中 但在核武器試驗裏 有少量次錒系元素存在于放射性落下灰中 比如 在美國熱核武器常春藤麥克的實驗場地 曾發現了鋂 鋦 鉳 鉲 鑀和鐨等的同位素 6 輕水堆乏燃料中的超鈾元素 燃料利用率 55吉瓦特 天 每噸位重金屬 以及平均中子消耗量與核裂變的比值 7 同位素 份量 D輕水堆 D快中子堆 D超熱堆錼 237 0 0539 1 12 0 59 0 46鈽 238 0 0364 0 17 1 36 0 13鈽 239 0 451 0 67 1 46 1 07鈽 240 0 206 0 44 0 96 0 14鈽 241 0 121 0 56 1 24 0 86鈽 242 0 0813 1 76 0 44 1 12鋂 241 0 0242 1 12 0 62 0 54鋂 242m 0 000088 0 15 1 36 1 53鋂 243 0 0179 0 82 0 60 0 21鋦 243 0 00011 1 90 2 13 1 63鋦 244 0 00765 0 15 1 39 0 48鋦 245 0 000638 1 48 2 51 1 37加權和 0 03 1 16 0 51負值説明淨產生中子參考資料 编辑 Sasahara Akihiro Matsumura Tetsuo Nicolaou Giorgos Papaioannou Dimitri Neutron and Gamma Ray Source Evaluation of LWR High Burn up UO2 and MOX Spent Fuels Journal of Nuclear Science and Technology April 2004 41 4 448 456 2013 03 31 doi 10 3327 jnst 41 448 原始内容存档于2010 11 19 Moyer Bruce A Ion Exchange and Solvent Extraction A Series of Advances Volume 19 CRC Press 2009 120 ISBN 9781420059700 Stacey Weston M Nuclear Reactor Physics John Wiley amp Sons 2007 240 ISBN 9783527406791 Raj Gurdeep Advanced Inorganic Chemistry Vol 1 31st ed Krishna Prakashan Media 2008 356 ISBN 9788187224037 Berthou V et al Transmutation characteristics in thermal and fast neutron spectra application to americium PDF Journal of Nuclear Materials 2003 320 156 162 2013 03 31 doi 10 1016 S0022 3115 03 00183 1 原始内容 PDF 存档于2016 01 26 引文格式1维护 显式使用等标签 link Fields P Studier M Diamond H Mech J Inghram M Pyle G Stevens C Fried S Manning W Transplutonium Elements in Thermonuclear Test Debris Physical Review 1956 102 1 180 Bibcode 1956PhRv 102 180F doi 10 1103 PhysRev 102 180 Etienne Parent Nuclear Fuel Cycles for Mid Century Deployment PDF MIT 104 2003 原始内容 PDF 存档于2009 02 25 取自 https zh wikipedia org w index php title 次锕系元素 amp oldid 77414932, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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