核能開發(fā)與應用

引子 世界第一座核反應堆的誕生1 第1章 為什么要開發(fā)核能4 11什么是核能4 12兩種核能5 13能源的現(xiàn)狀5 14人口與能源的矛盾突出6 15化石能源嚴重污染環(huán)境7 16核能的優(yōu)點9 17化石能源行將用盡9 18種類繁多的替代能源12 19核能是不可或缺的替代能源13 11中國必須發(fā)展核能15 第2章 核能發(fā)現(xiàn)的歷史回顧17 21最早“原子”概念的提出18 22原子論的復興18 23電子的發(fā)現(xiàn)2 24“小太陽系原子模型”的提出22 25質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)23 26中子的發(fā)現(xiàn)23 27眾多的基本粒子的發(fā)現(xiàn)25 28X射線的發(fā)現(xiàn)26 29放射性的發(fā)現(xiàn)28 21釙和鐳的發(fā)現(xiàn)29 211質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式的提出31 212首次人工核反應的實現(xiàn)32 213首次人工放射性同位素的制成32 214核裂變的發(fā)現(xiàn)33 215有關核能發(fā)現(xiàn)的大事年表35 第3章 核燃料與核燃料循環(huán)37 31鏈式裂變反應37 32放射性4 33核燃料4 34鈾及其化合物41 35釷及其化合物43 36钚及其化合物45 37天然放射性衰變系5 38核燃料循環(huán)54 39鈾礦的勘探和開采64 31鈾礦石的加工和精制66 311鈾礦石預處理66 312鈾礦石浸出67 313鈾的濃縮與純化72 314鈾的精制與轉(zhuǎn)化77 311鈾的同位素分離83 3111氣體擴散法85 3112氣體離心法86 3113空氣動力學法87 3114激光法88 3115六氟化鈾再轉(zhuǎn)化89 312燃料元件的制造91 3121輕水堆燃料元件93 3122壓力管式重水堆燃料元件95 3123生產(chǎn)堆燃料元件95 3124快中子增殖堆燃料元件95 3125高溫氣冷堆燃料元件96 313核燃料后處理97 3131磷酸鉍流程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放射性廢物的處理處置114 3141廢燃料115 3142超鈾α高放廢物115 3143中、低放廢物116 3144放射性廢氣116 315世界核燃料循環(huán)工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀117 316中國核燃料循環(huán)工業(yè)的建立和發(fā)展124 317釷-鈾核燃料循環(huán)128 3171從釷礦石中分離提純釷，制備核純二氧化釷和金屬釷128 3172釷基核燃料后處理Thorex流程131 第4章 核能的軍事應用135 41核武器概況135 42對原子彈的基本要求136 43槍式原子彈138 44內(nèi)爆式原子彈139 45核爆炸的破壞力及防護14 451光輻射141 452沖擊波141 453瞬時核輻射142 454剩余核輻射143 455核電磁脈沖143 46原子彈的爆炸方式143 47核武器的小型化144 48氫彈145 49中子彈15 41其他第三代核武器152 411減少剩余放射性彈152 412增強X射線彈152 413核電磁脈沖彈152 414核鉆地彈153 411對低當量核武器的不同看法153 412第四代核武器初探154 4121金屬氫武器154 4122核同質(zhì)異能素武器155 4123反物質(zhì)武器155 413世界第一顆原子彈的研制156 4131“鈾顧問委員會”的成立和“曼哈頓工程”的啟動157 4132第一座核反應堆的建立161 4133第一批原子彈的問世161 4134第一次原子彈爆炸實驗162 414原子彈用于實戰(zhàn)164 415科學家的良知169 416二戰(zhàn)中德國、日本的核武器研究171 4161德國核計劃的流產(chǎn)171 4162日本核武器研究計劃的破滅173 417前蘇聯(lián)第一顆原子彈的研制174 418英國第一顆原子彈的研制177 419法國第一顆原子彈的研制179 42中國第一顆原子彈的研制179 421印度、巴基斯坦的核試驗187 422目前世界上核國家的情況189 423核試驗與核武庫193 424國際核不擴散體制195 425核爆炸的和平利用197 第5章 核能的和平應用2 51核反應堆的用途2 52核反應堆的基本原理22 53核反應堆的類別24 54核反應堆的基本構成27 55研究性反應堆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高通量工程試驗堆214 554鈾-氫化鋯脈沖堆214 555微型研究堆215 56生產(chǎn)反應堆215 57動力反應堆216 58船艦用反應堆217 59飛機與航天核動力裝置224 51核電站226 511核電站概述226 512壓水堆核電站237 513沸水堆核電站24 514重水堆核電站241 511核供熱堆244 5111核供熱堆概述244 5112池式供熱堆247 5113殼式供熱堆249 512天然核反應堆254 513核能應用大事年表256 第6章 核應用技術258 61核應用技術的基礎與手段258 62放射性同位素259 63放射性同位素的生產(chǎn)264 64電離輻射265 65加速器267 66輻射源272 661α輻射源273 662β輻射源273 663γ輻射源273 664中子源273 67核應用技術的基本功能及主要應用領域276 68輻射加工277 69輻射育種與輻射防治蟲害284 61無損檢測286 611中子活化分析和同位素示蹤29 612核技術診斷與輻射治療293 613放射性同位素電池299 614世界核應用技術發(fā)展概況3 615中國核應用技術發(fā)展簡史32 616核應用技術發(fā)展展望35 617核應用技術大事年表38 第7章 輻射防護與核安全311 71輻射無處不在311 72輻射防護中的基本概念和使用的量312 73輻射危害313 74各種輻射源引起的劑量314 75輻射防護標準和原則317 76輻射的監(jiān)測318 77輻射的防護319 78核安全32 79反應堆不是原子彈321 71核能是安全的能源322 711核事件的分級323 712核能發(fā)生的事故很少325 713三哩島核事故和切爾諾貝利核事故335 714核事故促進先進反應堆的研發(fā)341 715核安全監(jiān)督與審查342 716核安全研究的進展343 717核安全文化344 第8章 核能的未來發(fā)展346 81影響未來核能發(fā)展的三個關鍵問題346 82第4代核能系統(tǒng)概念的提出347 83壓水堆的發(fā)展351 831AP-6352 832AP-1352 833改進型System 8+353 834歐洲壓水堆EPR353 835國際革新安全型反應堆IRIS354 84沸水堆的發(fā)展355 841改進型沸水堆ABWR356 842簡化型先進沸水堆SBWR358 843改進型簡化沸水堆ESBWR359 85重水堆的發(fā)展359 86高溫氣冷堆的發(fā)展36 861高溫氣冷堆概述36 862模塊式高溫氣冷堆365 863PBMR高溫氣冷堆367 864氣輪機-模塊化氦氣反應堆GT-MHR367 865超高溫反應堆VHTR367 87快中子反應堆的發(fā)展368 871快中子反應堆概述368 872氣體冷卻快堆GFR372 873鉛冷卻快堆LFR374 88高放廢液最終處置的新概念--分離嬗變法374 89TRUEX流程375 81DIAMEX流程376 811DIDPA流程377 812TRPO流程378 813Cyanex-31分離錒系鑭系元素流程38 814先進核燃料循環(huán)研究382 815電增殖核燃料的概念384 816核能開始出現(xiàn)復蘇385 第9章 核聚變概述39 91核聚變與聚變能39 92核聚變的條件391 93核聚變的首選燃料393 94核聚變的應用393 95受控核聚變反應的等離子體條件394 951“得失相當”條件395 952點火溫度395 953勞遜判據(jù)396 96等離子體的形成和加熱397 97磁約束核聚變398 98慣性約束核聚變399 99常溫核聚變41 91核聚變研究的進展41 911國際聚變試驗堆ITER43 912聚變-裂變混合堆44 913中國受控核聚變研究的發(fā)展45 結(jié)束語 迎接第二核紀元的到來47 參考文獻49