3502.关于核燃料棒点火温度等问题的思考

王东镇

3502.关于核燃料棒点火温度等问题的思考

2015.3.12

核辐射主要是辐射电子和阿尔法射线，前者来自中子衰变，后者来自氦核释放，并不产生热能，也就是光子辐射、电磁辐射，如何用来发电的呢？达到氢同位素氕的裂变温度摄氏570度（网上搜索氢气的燃点），核裂变过程中释放的中子就可能转化为光子，因为中子释放一个电子、一个中微子后转化为质子，质子就是氢同位素氕的离子形态。

一般来说氦粒子和氕粒子很难穿越固态金属棒的内部，辐射到外部，只有电子可以实现穿越，还有就是金属表层的氦粒子、中子可以直接辐射到环境中去，而金属内部核辐射释放的氦粒子、中子可能引发临近原子的核聚变，如铀235聚变为钚239、铀238、244等。核电站不仅可以用来发电，还可以生产高端核元素，日本拥有那么多核电站，并接受全世界核废料的再生、提纯工作可能与此有关。

光子可以穿越核燃料棒，只要将核燃料棒加热到摄氏570度以上，核燃料内部释放的中子就可以转化为光子，也就是热能，实现发电。如果没有冷却水，连续不断释放的热能就会熔化核反应堆，聚集氢气（来自中子衰变）和氦气（来自阿尔法射线），及放射性尘埃，造成核事故。

在这里需要注意：稀缺资源铀235可能在自然裂变过程中转化为核废料铀238、铀244等同位素！

在自然环境中，电子、氦粒子不过等闲物，对人类并不造成伤害，集中释放才能造成伤害，所以核辐射有危险。电磁辐射也是如此，人类就生活在光子的海洋中，自身也辐射光子，但高密度的光子就危险了，燃烧现象就是高密度光子的释放过程，物体和环境温度是由光子密度决定的。

核燃料可以点燃，也可以冷却，通过温度控制燃烧速度，但控制裂变速度要有特殊方法，好像是通过石墨吸收中子，但石墨吸收中子是有极限的，碳12转化为碳14可能是极限，饱和了就不再吸收中子，中子只能转化为氢气。核燃料内部的中子很难释放到外部，只能内部转化、燃烧。

我常想，既然所有能源都是氢原子的裂变，直接利用氢能源不是省去许多麻烦？电解水既得到氢，又得到氧，控制氢原子的裂变规模总比控制核反应堆容易，只是成本要经过计算、对比。

所有化学元素都是通过氢元素转化过来的，但是氢元素不能取代所有其他化学元素和营养素，转化过程也不是随心所欲的，要有条件和复杂的过程。过去我以为煤炭烧的是碳，热值由含碳量确定，现在知道煤炭烧的是氢，热值由氢含量确定，这是巨大的进步。核能烧的也是氢原子，核裂变过程中产生的氢原子，严格的说是氢同位素氕原子。所有化学元素转化为氕原子才可能在相对较低的温度下裂变为光子，这可能是燃烧的秘密，物质基础是物体和环境温度取决于光子密度。