反应棒

反应棒又称反应堆燃料棒（英语：fuel rod），是反应堆中核裂变材料的来源。多为较低纯度的浓缩铀，制作成一颗颗燃料丸或燃料柱再封装金属外壳成为燃料棒。视反应堆型式的不同，通常会以多根燃料棒组成一组燃料束（fuel bundle）或燃料组件（fuel assembly）。

被装进反应堆后，这些反应棒会在反应堆中待上大约3年，在这3年中，它们会消耗自身包含的铀的3%，在这之后，它们会被送到乏燃料水池，在这里，核裂变中产生的一些半衰期短的同位素会衰变掉。在这里待上大约5年后，这些反应棒的放射性会降低到安全范围之内，之后就会被装进干式贮存桶永久储藏，等待未来进行深地质处置或被送到再处理工厂进行再处理。

使用铀作为燃料的反应堆中，裂变产物中包括钚，一种可以制造核武器的裂变材料，因此反应棒的再处理有时会引起国际争议。

简介反应棒又称反应堆燃料棒（英语：fuel rod），是反应堆中核裂变材料的来源。多为较低纯度的浓缩铀，制作成一颗颗燃料丸或燃料柱再封装金属外壳成为燃料棒。视反应堆型式的不同，通常会以多根燃料棒组成一组燃料束（fuel bundle）或燃料组件（fuel assembly）。

被装进反应堆后，这些反应棒会在反应堆中待上大约3年，在这3年中，它们会消耗自身包含的铀的3%，在这之后，它们会被送到乏燃料水池，在这里，核裂变中产生的一些半衰期短的同位素会衰变掉。在这里待上大约5年后，这些反应棒的放射性会降低到安全范围之内，之后就会被装进干式贮存桶永久储藏，等待未来进行深地质处置或被送到再处理工厂进行再处理。

使用铀作为燃料的反应堆中，裂变产物中包括钚，一种可以制造核武器的裂变材料，因此反应棒的再处理有时会引起国际争议。1

核裂变核裂变（德语：Kernspaltung；英语：nuclear fission），在港台称作核分裂，是指由较重的（原子序数较大的）原子，主要是指铀或钚，裂变成较轻的（原子序数较小的）原子的一种核反应或放射性衰变形式。核裂变是由莉泽·迈特纳、奥托·哈恩及奥托·罗伯特·弗里施等科学家在1938年发现。原子弹以及核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用钚-239为原料制成。而铀-235裂变在核电站最常见。

重核原子经中子撞击后，裂变成为两个较轻的原子，同时释放出数个中子，并且以伽马射线的方式释放光子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子，从而形成链式反应而自发裂变。原子核裂变时除放出中子还会放出热，核电站用以发电的能量即来源于此。因此核裂变产物的结合能需大于反应物的的结合能。

核裂变会将化学元素变成另一种化学元素，因此核裂变也是核迁变的一种。所形成的二个原子质量会有些差异，以常见的可裂变物质同位素而言，形成二个原子的质量比约为3:2。大部分的核裂变会形成二个原子，偶尔会有形成三个原子的核裂变，称为三裂变变，大约每一千次会出现二至四次，其中形成的最小产物大小介于质子和氩原子核之间。

现代的核裂变多半是刻意产生，由中子撞击引发的人造核反应，偶尔会有自发性的，因放射性衰变产生的核裂变，后者不需要中子的引发，特别会出现在一些质量数非常高的同位素，其产物的组成有相当的机率性甚至混沌性，和质子发射、α衰变、集群衰变等单纯由量子穿隧产生的裂变不同，后面这些裂变每次都会产生相同的产物。原子弹以及核电站的能量来源都是核裂变。核燃料是指一物质当中子撞击引发核裂变时也会释放中子，因此可以产生链式反应，使核裂变持续进行。在核电站中，其能量产生速率控制在一个较小的速率，而在原子弹中能量以非常快速不受控制的方式释放。

由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变数目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够多，将会瞬间释放大量的能量。原子弹便应用了核裂变的这种特性。制成原子弹所使用的重核含量，需要在90%以上。

核能发电应用中所使用的核燃料，铀-235的含量通常很低，大约在3%到5%，因此不会产生核爆。但核电站仍需要对反应堆中的中子数量加以控制，以防止功率过高造成堆芯熔毁的事故。通常会在反应堆的慢化剂中添加硼，并使用控制棒吸收燃料棒中的中子以控制核裂变速度。从镉以后的所有元素都能裂变。

核裂变时，大部分的裂变中子均是一裂变就立即释出，称为瞬发中子，少部分则在之后（一至数十秒）才释出，称为延迟中子。1

浓缩铀浓缩铀（Enriched Uranium），指经过同位素分离处理后，铀235含量超过天然含量的铀金属，与其相对的是贫化铀。

浓缩铀根据铀235含量的不同，可以分为高浓缩铀（HEU）（20%以上），低浓缩铀（LEU）（2%-20%）和微浓缩铀（SEU）（0.9%-2%）。掌握生产浓度达百分之二十以上的铀浓缩技术后，如继续以离心机进行铀235及铀238的分离，可得到铀235浓度更高的高浓缩铀，当铀235含量超过90%则被称为武器级浓缩铀，可直接用于制造原子弹。2

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学