核能开发与应用PDF电子书下载

引子 世界第一座核反应堆的诞生 1

第1章 为什么要开发核能 4

1.1 什么是核能 4

1.2 两种核能 5

1.3 能源的现状 5

1.4 人口与能源的矛盾突出 6

1.5 化石能源严重污染环境 7

1.6 核能的优点 9

1.7 化石能源行将用尽 9

1.8 种类繁多的替代能源 12

1.9 核能是不可或缺的替代能源 13

1.10 中国必须发展核能 15

第2章 核能发现的历史回顾 17

2.2 原子论的复兴 18

2.1 最早“原子”概念的提出 18

2.3 电子的发现 20

2.4 “小太阳系原子模型”的提出 22

2.5 质子的发现 23

2.6 中子的发现 23

2.7 众多的基本粒子的发现 25

2.8 X射线的发现 26

2.9 放射性的发现 28

2.10 钋和镭的发现 29

2.11 质能转换公式的提出 31

2.12 首次人工核反应的实现 32

2.13 首次人工放射性同位素的制成 32

2.14 核裂变的发现 33

2.15 有关核能发现的大事年表 35

3.1 链式裂变反应 37

第3章 核燃料与核燃料循环 37

3.2 放射性 40

3.3 核燃料 40

3.4 铀及其化合物 41

3.5 钍及其化合物 43

3.6 钚及其化合物 45

3.7 天然放射性衰变系 50

3.8 核燃料循环 54

3.9 铀矿的勘探和开采 64

3.10 铀矿石的加工和精制 66

3.10.1 铀矿石预处理 66

3.10.2 铀矿石浸出 67

3.10.3 铀的浓缩与纯化 72

3.10.4 铀的精制与转化 77

3.11 铀的同位素分离 83

3.11.1 气体扩散法 85

3.11.2 气体离心法 86

3.11.3 空气动力学法 87

3.11.4 激光法 88

3.11.5 六氟化铀再转化 89

3.12 燃料元件的制造 91

3.12.1 轻水堆燃料元件 93

3.12.2 压力管式重水堆燃料元件 95

3.12.3 生产堆燃料元件 95

3.12.4 快中子增殖堆燃料元件 95

3.12.5 高温气冷堆燃料元件 96

3.13 核燃料后处理 97

3.13.1 磷酸铋流程 99

3.13.2 Redox流程 99

3.13.4 Trigly流程 101

3.13.3 Butex流程 101

3.13.5 Purex流程 102

3.13.6 干法流程 113

3.14 放射性废物的处理处置 114

3.14.1 废燃料 115

3.14.2 超铀α高放废物 115

3.14.3 中、低放废物 116

3.14.4 放射性废气 116

3.15 世界核燃料循环工业的历史与现状 117

3.16 中国核燃料循环工业的建立和发展 124

3.17 钍-铀核燃料循环 128

3.17.1 从钍矿石中分离提纯钍，制备核纯二氧化钍和金属钍 128

3.17.2 钍基核燃料后处理Thorex流程 131

第4章 核能的军事应用 135

4.1 核武器概况 135

4.2 对原子弹的基本要求 136

4.3 枪式原子弹 138

4.4 内爆式原子弹 139

4.5 核爆炸的破坏力及防护 140

4.5.1 光辐射 141

4.5.2 冲击波 141

4.5.3 瞬时核辐射 142

4.5.4 剩余核辐射 143

4.5.5 核电磁脉冲 143

4.6 原子弹的爆炸方式 143

4.7 核武器的小型化 144

4.8 氢弹 145

4.9 中子弹 150

4.10.3 核电磁脉冲弹 152

4.10.2 增强X射线弹 152

4.10.1 减少剩余放射性弹 152

4.10 其他第三代核武器 152

4.10.4 核钻地弹 153

4.11 对低当量核武器的不同看法 153

4.12 第四代核武器初探 154

4.12.1 金属氢武器 154

4.12.2 核同质异能素武器 155

4.12.3 反物质武器 155

4.13 世界第一颗原子弹的研制 156

4.13.1 “铀顾问委员会”的成立和“曼哈顿工程”的启动 157

4.13.2 第一座核反应堆的建立 161

4.13.3 第一批原子弹的问世 161

4.13.4 第一次原子弹爆炸实验 162

4.14 原子弹用于实战 164

4.15 科学家的良知 169

4.16 二战中德国、日本的核武器研究 171

4.16.1 德国核计划的流产 171

4.16.2 日本核武器研究计划的破灭 173

4.17 前苏联第一颗原子弹的研制 174

4.18 英国第一颗原子弹的研制 177

4.19 法国第一颗原子弹的研制 179

4.20 中国第一颗原子弹的研制 179

4.21 印度、巴基斯坦的核试验 187

4.22 目前世界上核国家的情况 189

4.23 核试验与核武库 193

4.24 国际核不扩散体制 195

4.25 核爆炸的和平利用 197

5.1 核反应堆的用途 200

第5章 核能的和平应用 200

5.2 核反应堆的基本原理 202

5.3 核反应堆的类别 204

5.4 核反应堆的基本构成 207

5.5 研究性反应堆 210

5.5.1 重水型研究堆 212

5.5.2 游泳池式研究堆 212

5.5.3 高通量工程试验堆 214

5.5.4 铀-氢化锆脉冲堆 214

5.5.5 微型研究堆 215

5.6 生产反应堆 215

5.7 动力反应堆 216

5.8 船舰用反应堆 217

5.9 飞机与航天核动力装置 224

5.10.1 核电站概述 226

5.10 核电站 226

5.10.2 压水堆核电站 237

5.10.3 沸水堆核电站 240

5.10.4 重水堆核电站 241

5.11 核供热堆 244

5.11.1 核供热堆概述 244

5.11.2 池式供热堆 247

5.11.3 壳式供热堆 249

5.12 天然核反应堆 254

5.13 核能应用大事年表 256

第6章 核应用技术 258

6.1 核应用技术的基础与手段 258

6.2 放射性同位素 259

6.3 放射性同位素的生产 264

6.4 电离辐射 265

6.5 加速器 267

6.6 辐射源 272

6.6.1 α辐射源 273

6.6.2 β辐射源 273

6.6.3 γ辐射源 273

6.6.4 中子源 273

6.7 核应用技术的基本功能及主要应用领域 276

6.8 辐射加工 277

6.9 辐射育种与辐射防治虫害 284

6.10 无损检测 286

6.11 中子活化分析和同位素示踪 290

6.12 核技术诊断与辐射治疗 293

6.13 放射性同位素电池 299

6.14 世界核应用技术发展概况 300

6.15 中国核应用技术发展简史 302

6.16 核应用技术发展展望 305

6.17 核应用技术大事年表 308

第7章 辐射防护与核安全 311

7.1 辐射无处不在 311

7.2 辐射防护中的基本概念和使用的量 312

7.3 辐射危害 313

7.4 各种辐射源引起的剂量 314

7.5 辐射防护标准和原则 317

7.6 辐射的监测 318

7.7 辐射的防护 319

7.8 核安全 320

7.9 反应堆不是原子弹 321

7.10 核能是安全的能源 322

7.11 核事件的分级 323

7.12 核能发生的事故很少 325

7.13 三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故 335

7.14 核事故促进先进反应堆的研发 341

7.15 核安全监督与审查 342

7.16 核安全研究的进展 343

7.17 核安全文化 344

第8章 核能的未来发展 346

8.1 影响未来核能发展的三个关键问题 346

8.2 第4代核能系统概念的提出 347

8.3 压水堆的发展 351

8.3.1 AP-600 352

8.3.2 AP-1000 352

8.3.4 欧洲压水堆EPR 353

8.3.3 改进型System 80+ 353

8.3.5 国际革新安全型反应堆IRIS 354

8.4 沸水堆的发展 355

8.4.1 改进型沸水堆ABWR 356

8.4.2 简化型先进沸水堆SBWR 358

8.4.3 改进型简化沸水堆ESBWR 359

8.5 重水堆的发展 359

8.6 高温气冷堆的发展 360

8.6.1 高温气冷堆概述 360

8.6.2 模块式高温气冷堆 365

8.6.3 PBMR高温气冷堆 367

8.6.4 气轮机-模块化氦气反应堆GT-MHR 367

8.6.5 超高温反应堆VHTR 367

8.7 快中子反应堆的发展 368

8.7.1 快中子反应堆概述 368

8.7.2 气体冷却快堆GFR 372

8.7.3 铅冷却快堆LFR 374

8.8 高放废液最终处置的新概念——分离嬗变法 374

8.9 TRUEX流程 375

8.10 DIAMEX流程 376

8.11 DIDPA流程 377

8.12 TRPO流程 378

8.13 Cyanex-301分离锕系镧系元素流程 380

8.14 先进核燃料循环研究 382

8.15 电增殖核燃料的概念 384

8.16 核能开始出现复苏 385

第9章 核聚变概述 390

9.1 核聚变与聚变能 390

9.2 核聚变的条件 391

9.4 核聚变的应用 393

9.3 核聚变的首选燃料 393

9.5 受控核聚变反应的等离子体条件 394

9.5.1 “得失相当”条件 395

9.5.2 点火温度 395

9.5.3 劳逊判据 396

9.6 等离子体的形成和加热 397

9.7 磁约束核聚变 398

9.8 惯性约束核聚变 399

9.9 常温核聚变 401

9.10 核聚变研究的进展 401

9.11 国际聚变试验堆ITER 403

9.12 聚变-裂变混合堆 404

9.13 中国受控核聚变研究的发展 405

结束语 迎接第二核纪元的到来 407

参考文献 409