本文目录一览：
- 1、核反应堆物理分析的内容简介
- 2、核反应堆物理（十四）
- 3、反应堆工作原理是什么
- 4、核反应堆物理分析的本书目录
- 5、核潜艇的核反应堆是核聚变还是核裂变？
- 6、核反应堆的理论研究
- 7、什么是核反应堆？
- 8、核反应堆是什么
- 9、古老核反应堆是怎么回事
- 10、物理问题：原子弹爆炸时发生的链条式反应是 ，核反应堆中发生的链条式反应是 。
核反应堆物理分析的内容简介
内容包括：与堆物理有关的核物理知识，中子在介质中的慢化和扩散，临界理论，非均匀堆的计算、燃耗、反应性控制、反应堆动力学等。
核反应堆物理（十四）
核反应堆内慢化剂的选择（一般选择水，重水，石墨，铍）
对数能降：U=In（E?/E），其中，E?是一个参考能量，通常取为2Mev。
中子与靶核经过一次碰撞后，对数能降的增加量： U=U'-U=In（E?/E'）-In（E?/E）=In（E/E'）
平均对数能降增量：ξ=InE-InE'=In（E/E'）= U
上图中，A表示核的质量数，我们从图中最下面的公式看到，当重核作为慢化剂的时候，对数能降比较小，相反，轻核的对数能降比较大，这个结论告诉我们，轻核的慢化效率比较高
因此，我们可以从较大的对数能降，较大的散射截面，较小的吸收截面来选择慢化剂
反应堆工作原理是什么
核反应堆工作原理是：原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2——3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。
核反应堆，又称为原子能反应堆或反应堆，是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。核反应堆通过合理布置核燃料，使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。严格来说，反应堆这一术语应覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合堆，但一般情况下仅指裂变堆。
曼哈顿计划期间，人类第一台核反应堆由著名美籍意大利物理学家恩利克·费米领导的小组于1942年12月在美国芝加哥大学建成，命名为芝加哥一号堆（Chicago Pile-1）。该反应堆是采用铀裂变链式反应，开启了人类原子能时代，芝加哥大学也因此成为人类“原子能诞生地”。
核反应堆分类
第一代（GEN-I）核电站是早期的原型堆电站，即1950年至1960年前期开发的轻水堆（light water reactors LWR）核电站，如美国的希平港（Shippingport）压水堆（pressurized-water reactor PWR）、德累斯顿（Dresden）沸水堆（boiling water reactor BWR）以及英国的镁诺克斯（Magnox）石墨气冷堆等。
第二代（GEN-Ⅱ）核电站是1960年后期到1990年前期在第一代核电站基础上开发建设的大型商用核电站，如LWR（PWR，BWR）、加拿大坎度堆（CANDU）、苏联的压水堆VVER/RBMK等。到1998年为止，世界上的大多数核电站都属于第二代核电站。
第三代（GEN-Ⅲ）是指满足更高的安全性指标的先进核电站，要求安全性指标达到URD的要求。第三代核电站采用标准化、最佳化设计和安全性更高的非能动安全系统，如先进的沸水堆（advanced boiling water reactors ABWR）、系统80+、AP600、欧洲压水堆（European pressurized reactor EPR）等。
第四代（GEN-Ⅳ）是待开发的安全性更高的核电站，其目标是到2030年达到实用化的程度，主要特征是经济性高（与天然气火力发电站相当）、安全性好、废物产生量小，并能防止核扩散。
以上内容参考百度百科-核反应堆
核反应堆物理分析的本书目录
第1章 核反应堆的核物理基础1.1 中子与原子核的相互作用1.1.1 中子1.1.2 中子与原子核相互作用的机理1.1.3 中子的散射1.1.4 中子的吸收1.2 中子截面和核反应率1.2.1 微观截面1.2.2 宏观截面、平均自由程1.2.3 核反应率、中子通量密度和平均截面1.2.4 截面随中子能量的变化1.2.5 核数据库1.3 共振吸收1.3.1 共振截面——单能级布赖特一维格纳公式1.3.2 多普勒效应1.4 核裂变过程1.4.1 裂变能量的释放、反应堆功率和中子通量密度的关系1.4.2 裂变产物与裂变中子的发射1.5 链式裂变反应1.5.1 自续链式裂变反应和临界条件1.5.2 热中子反应堆内的中子循环参考文献习题第2章 中子慢化和慢化能谱2.1 中子的弹性散射过程2.1.1 弹性散射时能量的变化2.1.2 散射后中子能量的分布2.1.3 平均对数能降2.1.4 平均散射角余弦2.1.5 慢化剂的选择2.1.6 中子的平均寿命2.2 无限均匀介质内中子的慢化能谱2.3 均匀介质中的共振吸收2.3.1 均匀介质内有效共振积分及逃脱共振俘获概率2.3.2 有效共振积分的近似计算2.4 热中子能谱和热中子平均截面2.4.1 热中子能谱2.4.2 热中子的平均截面参考文献习题第3章 中子扩散理论3.1 单能中子扩散方程3.1.1 斐克定律3.1.2 单能中子扩散方程的建立3.1.3 扩散方程的边界条件3.1.4 斐克定律和扩散理论的适用范围3.2 非增殖介质内中子扩散方程的解3.3 反照率3.4 扩散长度、慢化长度和徙动长度参考文献习题第4章 均匀反应堆的I临界理论4.1 均匀裸堆的单群理论4.1.1 均匀裸堆的单群扩散方程的解4.1.2 热中子反应堆的临界条件4.1.3 几种几何形状裸堆的几何曲率和中子通量密度分布4.1.4 反应堆曲率和临界计算任务4.1.5 单群理论的修正4.2 有反射层反应堆的单群扩散理论4.2.1 反射层的作用4.2.2 一侧带有反射层的反应堆4.2.3 反射层节省4.3 中子通量密度分布不均匀系数和功率分布展平的概念参考文献习题第5章 分群扩散理论5.1 与能量相关的中子扩散方程和分群扩散理论5.1.1 与能量相关的中子扩散方程5.1.2 分群扩散理论及多群中子扩散方程5.1.3 群常数的计算5.2 双群扩散理论5.2.1 双群方程5.2.2 双群方程的解5.2.3 双群临界方程及中子通量密度分布5.3 多群扩散方程的数值解法5.3.1 源迭代法5.3.2 二维扩散方程的数值解法参考文献习题第6章 栅格的非均匀效应与均匀化群常数的计算6.1 栅格的非均匀效应6.2 栅格的均匀化处理6.2.1 栅格的均匀化6.2.2 堆芯的均匀化截面的计算6.3 栅元均匀化群常数的计算6.3.1 积分输运理论的基本方程6.3.2 碰撞概率方程的解及少群常数的计算6.4 燃料组件内均匀化通量密度分布及少群常数的计算6.5 共振区群常数的计算6.5.1 非均匀栅元有效共振积分的计算6.5.2 等价原理6.5.3 互屏（丹可夫）效应6.5.4 温度对共振吸收的影响6.5.5 共振区群常数的计算6.5.6 有效共振积分的半经验公式6.6 栅格几何参数的选择参考文献习题第7章 反应性随时间的变化7.1 核燃料中重同位素成分随时间的变化7.1.1 重同位素燃耗链及裂变产物链7.1.2 核燃料中重同位素的燃耗方程7.1.3 燃耗方程的求解7.2 裂变产物Xe和Sm的中毒7.2.1.13 sXe中毒7.2.2.149 Sm#毒7.3 反应性随时间的变化与燃耗深度7.3.1 反应性随时间的变化与堆芯寿期7.3.2 燃耗深度7.4 核燃料的转换与增殖参考文献习题第8章 温度效应与反应性控制8.1 反应性系数8.1.1 反应性温度系数及其对核反应堆稳定性的影响8.1.2 燃料温度系数8.1.3 慢化剂温度系数8.1.4 其它反应性系数8.1.5 温度系数的计算8.2 反应性控制的任务和方式8.2.1 反应性控制中所用的几个物理量8.2.2 反应性控制的任务8.2.3 反应性控制的方式8.3 控制棒控制8.3.1 控制棒的作用和一般考虑8.3.2 控制棒价值的计算8.3.3 控制棒插入深度对控制棒价值的影响8.3.4 控制棒间的干涉效应8.3.5 控制棒插入不同深度对堆芯功率分布的影响8.4 可燃毒物控制8.4.1 可燃毒物的作用8.4.2 可燃毒物的布置及其对反应性的影响8.4.3 可燃毒物的计算8.5 化学补偿控制参考文献习题第9章 核反应堆动力学9.1 缓发中子的作用9.2 点堆中子动力学方程9.3 阶跃扰动时点堆模型动态方程的解9.4 反应堆周期9.4.1 反应堆周期9.4.2 不同反应性引入时反应堆的响应特性9.5 点堆动力学方程的近似解法9.5.1 单组缓发中子近似9.5.2 常数缓发中子源近似9.5.3 瞬跳近似9.6 点堆动力学方程的数值解法参考文献习题第10章 压水堆堆芯燃料管理10.1 核燃料管理的主要任务10.1.1 核燃料管理中的基本物理量10.1.2 核燃料管理的主要任务10.2 多循环燃料管理10.2.1 平衡循环及各参数之间的关系10.2.2 初始循环与过渡循环10.3 单循环燃料管理10.3.1 堆芯换料方案10.3.2 堆芯燃料管理计算10.4 堆芯换料设计的优化10.4.1 堆芯换料设计优化模型10.4.2 堆芯换料设计优化方法简介参考文献附录附录1 国际单位制（SD）附录2 基本常数附录3 元素与一些分子的截面和核参数附录4 非1因子附录5 函数附录6 EnCz-）函数附录7 误差函数erf（x）附录8 贝塞尔函数
核潜艇的核反应堆是核聚变还是核裂变？
2楼竟然还是学核物理的....
我是学核技术的，如果我能实现可控核聚变的话那诺贝尔奖我都会无视了。
所以核潜艇决定一定以及肯定是“核裂变反应堆”
是核裂变，目前核聚变技术还没有成熟，无法实用！
核聚变反应堆还没有实现。目前只实现的部分受控核聚变反应。离实际应用还很遥远。
我是学核物理的 核聚变
核潜艇里的反应堆的原理是核裂变反应的，一般人类可控制的核反应堆和核电站都是运用核裂变原理的核裂变的原理是将铀原子加热到很高的温度，然后铀原子会分裂同时释放出中子，中子撞击其他铀原子使其他铀原子分裂，不断进行的连锁反应。和原子弹的原理是一样的。极微量的核裂变反应就能提供潜艇上的所有能源，使潜艇正常运行长达半年。核裂变的温度极高，所以沉在水池中冷却。运送核燃料的导管是使用磁力是高温的核燃料在管中悬浮。
核聚变的定义是由轻原子核熔合生成较重的原子核，同时释放出巨大能量的核反应。为此，轻核需要能量来克服库仑势垒，当该能量来自高温状态下的热运动时，聚变反应又称“热核反应”。威力非常巨大的氢弹就是运用这一原理的，目前没有使用核聚变的反应炉和收集器。
核反应堆的理论研究
20亿年前，在非洲奥克罗班多地区的十几座天然核反应堆神秘启动，稳定地输出能量，并安全运转了几十万年之久。为什么它们没有在爆炸中自我摧毁？是谁保证了这些核反应的安全运行？莫非它们真的如世间的传言那样，是外星人造访的证据，或者是上一代文明的杰作？通过对遗迹抽丝剥茧地分析，远古核反应堆的真相正越来越清晰地暴露在我们面前。1972年5月，法国一座核燃料处理厂的一名工人注意到了一个奇怪的现象。当时他正对一块铀矿石进行常规分析，这块矿石采自一座看似普通的铀矿。与所有的天然铀矿一样，该矿石含有3种铀同位素──换句话说，其中的铀元素以3种不同的形态存在，它们的原子量各不相同：含量最丰富的是铀238；最稀少的是铀234；而令人们垂涎三尺，能够维持核链式反应(chain reaction)的同位素，则是铀235。在地球上几乎所有的地方，甚至在月球上或陨石中，铀235同位素的原子数量在铀元素总量中占据的比例始终都是0.720%。不过，在这些采自非洲加蓬的矿石样品中，铀235的含量仅有0.717%！尽管差异如此细微，却引起了法国科学家的警惕，这其中一定发生过某种怪事。进一步的分析显示，从该矿采来的一部分矿石中，铀235严重缺斤短两：大约有200千克不翼而飞——足够制造6枚原子弹。黑田和夫认为，自持裂变反应能够发生的第一个条件就是，铀矿矿脉的大小必须超过诱发裂变的中子在矿石中穿行的平均距离，也就是0.67米左右。这个条件可以保证，裂变的原子核释放的中子在逃离矿脉之前，就能被其他铀原子核吸收。第二个必要条件是，铀235必须足够丰富。今天，即使是储量最大、浓度最高的铀矿矿脉也无法成为一座核反应堆，因为铀235的浓度过低，甚至连1%都不到。不过这种同位素具有放射性，它的衰变速率比铀238快大约6倍，因此在久远的过去，这种更容易衰变的同位素所占的比例肯定高得多。例如，20亿年前奥克罗铀矿脉形成的时候，铀235所占的比例接近3%，与当前大多数核电站中使用的、人工提纯的浓缩铀燃料的浓度大致相当。第三个重要因素是，必须存在某种中子“慢化剂”(moderator)，减慢铀原子核裂变时释放的中子的运动速度，从而使这些中子在诱使铀原子核分裂时，更加得心应手。最终，矿脉中不能出现大量的硼、锂或其他“毒素”，这些元素会吸收中子，因此可以令任何核裂变反应戛然而止。最终，研究人员在奥克罗和邻近的奥克罗班多地区的铀矿中，确定了16个相互分离的区域——20亿年前，那里的真实环境，居然与黑田和夫描绘的大致情况惊人地相似。尽管这些区域早在几十年前就被全部辨认出来，但是远古核反应堆运转过程的种种细节，直到才被我和同事彻底揭开。氢元素提供证据重元素分裂产生的氢元素提供了确凿无疑的证据：奥克罗铀矿在20亿年前确实发生过自持核裂变反应，而且持续时间长达数十万年。奥克罗的铀异常情况被发现之后不久，物理学家就确定，天然的裂变反应导致了铀235的损耗。一个重原子核一分为二时，会产生较轻的新元素。找到这些元素，就等于找到了核裂变确凿无疑的证据。事实证明，这些分裂产物的含量如此之高，因此除了核链式反应以外，不可能存在其他任何解释。这场链式反应很像1942年恩里科·费米(Enrico Fermi)及其同事所做的那场著名演示(当时他们建成了世界上第一座可控原子核裂变链反应堆)，反应全靠自己的力量维持运转，只是时间上提早了20亿年。如此令人震惊的发现公布后不久，世界各地的物理学家便开始研究这些天然核反应堆的证据，并在1975年加蓬首都利伯维尔的一次特别会议上，分享了他们关于“奥克罗现象”的研究成果。第二年，代表美国出席那次会议的乔治·A·考恩(George A. Cowan，顺便提及，他是美国著名的圣菲研究所的创建者之一，至今仍是该研究所的成员)为《科学美国人》撰写了一篇文章(参见1976年7月号乔治·A·考恩所著《天然核裂变反应堆》一文)，文中他讲解了当时的科学家对这些远古核反应堆运行原理的猜测。比如，考恩描述了钚239的形成过程——数量更加丰富的铀238捕获了铀235裂变释放的一些中子，转变为铀239，然后再释放出两个电子，转化成钚239。在奥克罗铀矿中，曾经产生过超过两吨的钚239。不过这种同位素后来几乎全都消失了(主要是通过天然的放射性衰变，钚239的半衰期为2.4万年)，一些钚自身也经历了裂变，它所特有的裂变产物证明了这一点。这些轻元素丰富的含量让科学家推测，裂变反应一定持续了几十万年之久。根据铀235消耗的数量，他们计算出了反应堆释放的总能量，大概相当于1,500万千瓦的机器运转一整年所消耗的能量；再结合一些其他的证据，就能推算出反应堆的平均输出功率：不超过100千瓦，足够维持几十只烤箱的运作。十几座天然反应堆自发工作，并维持着适度的功率输出，运转了大约几十万年之久，这确实令人惊叹。为什么这些矿脉没有发生爆炸，没有在核链式反应启动后立即自我摧毁？是什么机制使它们拥有了必不可少的自我调节能力？这些反应堆是稳定运转，还是间歇式发作？自奥克罗现象最初发现以来，这些问题迟迟得不到解答。实际上，最后一个问题困扰了人们长达30年之久，直到我和我在美国华盛顿大学圣路易斯分校的同事检测了一块来自这个神秘非洲铀矿的矿石之后，谜底才被逐渐揭开。惰性气体揭露谜底在奥克罗反应堆遗迹中，氙同位素的构成比例出现异常。找出这种异常的根源，就能揭开远古核反应堆的运作之谜。奥克罗的一个反应堆遗迹进行了研究，重点集中在对氙气的分析方面。氙是一种较重的惰性气体(inert gas)，可以被矿物封存数十亿年之久。氙有9种稳定同位素，由不同的核反应过程产生，含量各不相同。作为一种惰性气体，它很难与其他元素形成化学键，因此很容易将它们提纯，进行同位素分析。氙的含量非常稀少，科学家可以用它来探测和追溯核反应，甚至用来研究那些发生于太阳系形成之前的、原始陨石之中的核反应。分析氙的同位素成分需要一台质谱仪(mass spectrometer)，它可以根据原子量(atomic weight)的不同而分离出不同的原子。我有幸可以使用一台极其精确的氙质谱仪，那是我在华盛顿大学的同事查尔斯·M·霍恩贝格(Charles M. Hohenberg)制造的。不过在使用他的仪器之前，我们必须先把氙气从样品中提取出来。通常，科学家只须将寄主矿物加热到它的熔点以上，岩石就会失去晶体结构，无法再保留内部储藏的氙气。为了获得更多关于这种气体起源和封存过程的信息，我们采取了一种更加精巧的方法——激光萃取法(laser extraction)，它可以有针对性地从矿物样品的个别颗粒中释放出氙气，而不会触碰周围其他的部分。我们可以利用的唯一一块奥克罗矿石碎块仅有1毫米厚、4毫米宽，我们把这种技术应用到碎块上的许多微小斑点之上。当然，我们首先需要决定将激光束聚焦到什么位置。在这方面，我和霍恩贝格得到了同事奥尔加·普拉夫迪夫切娃(Olga Pravdivtseva)的鼎力相助，她为我们的样本拍摄了一张详尽的X射线照片，识别出了候选的矿物。每次萃取之后，我们都会将得到的气体提纯，然后把氙气放入霍恩贝格的质谱仪中，仪器会显示出每一种同位素的原子数目。氙气出现的位置令我们大吃一惊，它并不像我们想象的那样，大量分布在富含铀元素的矿物颗粒之中，储藏氙气数量最多的竟然是根本不含铀元素的磷酸铝颗粒。非常明显，在发现的所有天然矿物之中，这些颗粒中的氙浓度是最高的。第二个令人惊讶之处在于，与通常由核反应产生的气体相比，萃取出来的气体在同位素组成上有显著的不同。核裂变一定会产生氙136和氙134，但在奥克罗矿石中，这两种同位素似乎缺失严重，而其他较轻的氙同位素含量则变化不大。同位素构成比例上的这种差异是如何产生的呢？化学反应无法提供答案，因为所有同位素的化学性质都完全相同。那么核反应，比如说中子俘获过程(neutron capture)，能不能给出解释呢？经过仔细分析，我和同事们把这种可能性也排除了。我们还考虑过不同同位素的物理分选过程：较重的原子移动速度比较轻的原子稍慢一些，有时它们就会相互分离开来。铀浓缩装置就是利用这个过程来生产反应堆燃料的，不过需要相当高的技术水平才能建造出这样的工业设备。即使自然界能够奇迹般地在微观尺度上创造出类似的“装置”，仍然无法解释我们所研究的磷酸铝颗粒中混合在一起的氙同位素比例。举例来说，如果确实发生过物理分选的话，考虑到现有的氙132的含量，氙136(比氙132重4个原子质量单位)的缺失，应该是氙134(比氙132重2个原子质量单位)的两倍。但实际上，我们并没有看到那样的模式。绞尽脑汁之后，我们终于想通了产生氙同位素构成比例异常的原因。我们所测量的所有氙同位素都不是铀裂变的直接产物。相反，它们是放射性碘同位素衰变的产物，碘则由放射性碲衰变而来，而碲又由别的元素衰变产生，这是一个著名的核反应序列，最终的产物才是稳定的氙气。我们的突破点在于，我们意识到奥克罗样品中不同的氙同位素产生于不同的时期，它们所遵循的时间表由它们的母元素碘和再上一代的元素碲的半衰期所决定。某种特定的放射性前体(precursor，即一系列反应过程的中间产物)存在的时间越长，它们形成氙的过程就被拖延得越久。例如，在奥克罗的自持裂变反应开始后，氙136仅过了大约1分钟就开始生成；一个小时后，稍轻一些的稳定同位素氙134出现；接下来，在裂变开始的若干天后，氙132和氙131登场亮相；最终，几百万年之后，氙129才得以形成——此时，核链式反应早已停止很久了。如果奥克罗矿脉一直处于封闭状态，那么在它的天然反应堆运转期间积聚起来的氙气，就会保持核裂变所产生的正常同位素比例，并一直保存至今。但是，科学家没有理由认为，这个系统会是封闭的。实际上，有充分的原因让人猜想，它不是封闭的。奥克罗反应堆可以通过某种方式自行调节核反应，这个简单的事实提供了间接的证据。最可能的调节机制与地下水的活动有关：当温度达到某个临界点时，水会被煮沸蒸发掉。水在核链式反应中起到了中子慢化剂的作用，如果水不见了，核链式反应就会暂时停止。只有当温度下降，足够的地下水再次渗入之后，反应区域才会继续开始发生裂变。这种关于奥克罗反应堆如何运转的说法强调了两个要点：第一，核反应很可能以某种方式时断时续地发生；第二，必定有大量的水流过这些岩石——足够冲洗掉一些氙的前体，比如可溶于水的碲和碘。水的存在有助于解释这样一个问题：为什么大多数氙当前留存于磷酸铝颗粒中，而没有出当前富含铀元素的矿物里——要知道，裂变反应最初是在这里生成那些放射性前体的。氙气不会简单地从一组早已存在的矿物中迁移到另一组矿物里——在奥克罗反应堆开始运转之前，磷酸铝矿物很可能还不存在。实际上，那些磷酸铝颗粒可能是就地形成的，一旦被核反应加热的水冷却到300℃左右，磷酸铝颗粒就会形成。在奥克罗反应堆运转的每个活跃期和随后温度仍然很高的一段时间里，大量的氙气(包括形成速度相对较快的氙136和氙134)会被赶走。等到反应堆冷却时，半衰期更长的氙前体(也就是最后会产生含量比较丰富的氙132、氙131和氙129的放射性前体)则会优先与正在形成的磷酸铝颗粒结合起来。随着更多的水回到反应区域，中子被适当地慢化，裂变反应再度恢复，使这种加热和冷却的循环周而复始地重复下去。由此产生的结果，就是我们所观察到的、奇特的氙同位素构成比例。什么力量能让氙气在磷酸铝矿物中留存20亿年之久呢？再进一步，为什么在某次反应堆运转期间产生的氙气，没有在下一次运转期间被清除呢？对于这些问题，我们还没有找到确切的答案。据推测，氙可能被囚禁在磷酸铝矿物的笼状结构中，这种结构即使在很高的温度下，也能够容纳笼中产生的氙气。尽管具体细节仍不清楚，但不管最终的答案如何，有一点是明确无误的：磷酸铝俘获氙气的能力真是令人惊叹。间歇式核反应堆远古核反应堆犹如今天的间歇泉，有着天然形成的自我调节机制。它们在核废料处置和基础物理研究方面，给科学家们提供了全新的思路。在搞清了观测到的氙同位素在磷酸铝中产生的基本过程之后，我和我的同事们试图从数学上为这个过程建立一个模型。这个计算揭示了有关反应堆运转时间的更多信息，所有的氙同位素都提供了大致相同的答案。我们研究的那个奥克罗反应堆每次“开启”30分钟，然后再“关闭”至少2.5小时。这样的模式犹如我们所看到的一些间歇泉，先是缓慢地加热，然后在一场壮观的喷发中将积蓄的地下水统统蒸腾而出，接着再重新蓄水，开始新一轮循环，日复一日、年复一年地持续下去。这种相似性支持了这样的观点：流经奥克罗矿脉的地下水不仅充当着中子慢化剂的角色，还不时会被蒸发殆尽，形成保护这些天然反应堆不至于自我摧毁的调节机制。在这方面，这种调节机制十分有效，数十万年间没有发生一次熔毁或爆炸事件。人们大概会设想，从事核电工业的工程师也许能在奥克罗学到一两样本事。他们确实能学到东西，不过不一定是有关反应堆设计的，更重要的也许是处置核废料的方法。毕竟，奥克罗就像一个地质储藏室那样运转了如此漫长的时间，这就是科学家要细致入微地进行调查的原因，他们想知道裂变的各种产物如何从这些天然核反应堆中迁移出来。他们还仔细检查了另一处类似的远古核裂变区域，这个地点是通过勘探钻井发现的，位于大约35千米以外的一个叫作班哥贝(Bangombe)的地方。班哥贝反应堆之所以特别引人注目，是因为它的埋藏位置比奥克罗及奥克罗班多地区的露天铀矿更浅，因此有更多的水流过那里。总之，调查得出的结论令我们信心倍增：多种危险的核废料都能够成功地被隔离于地下。奥克罗还演示了一种方法，能够储存那些一度被认为肯定会对环境造成污染的核废料。自从核能发电问世以来，核电站产生的大量放射性氙135、氪85和其他惰性气体，都被释放到大气之中。天然裂变反应堆表明，磷酸铝矿物拥有一种独一无二的能力，能够俘获和储存这些气体废料达几十亿年之久，把这些废气封存在这种矿物之中也许是可行的。奥克罗反应堆还向科学家们透露了这样的讯息：他们曾经认定为基本物理常数的α(阿尔法，控制着诸如光速这样的宇宙参数)，可能曾发生过改变。过去30年来，发生在20亿年前的奥克罗现象一直被用来驳斥α曾经发生过改变的观点。但是2005年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的史蒂文·K·拉蒙诺(Steven K. Lamoreaux)和贾斯廷·R·托格森(Justin R. Torgerson)却根据奥克罗现象推断，这一“常数”确实发生了明显改变(而且十分奇怪的是，他们得出的常数改变方向与其他人得出的结论相反)。对于拉蒙诺和托格森的计算来说，奥克罗运转过程的一些细节十分关键，从这个角度上来讲，我和我的同事们所做的工作，也许有助于阐明这个复杂的问题。加蓬的这些远古反应堆是地球曾经出现过的唯一天然反应堆吗？20亿年前，自持裂变所需的条件并不十分罕见，有朝一日，我们或许能够发现其他的天然反应堆。我想，一丝泄露天机的氙气，将给这项搜寻工作带来极大的帮助。
什么是核反应堆？
核反应堆，短短四个字，听上去却非常高大上。核反应堆也确实是目前科学技术金字塔顶端的存在，然而真正的核反应堆原理或许比你想象的更加简单，并且，国外一名年仅14岁的少年，就成功制造出了一个小型的核反应堆。
什么是核反应堆？有什么用途呢？
核反应堆，又叫原子能反应堆。是能维持可控制核裂变反应堆，将核能转化为电能、动力的一种反应堆。核反应堆是通过合理布置核燃料，在不添加中子源的前提下使其完成自持链式核裂变的过程。理论上的核反应堆分为三种：核裂变反应堆、核聚变反应堆、核裂变核聚变混合反应堆，不过目前的科学技术只能实现核裂变反应堆。
而核反应堆的用途也多种多样，例如用于科学研究和实验、提供取暖、化工或者海水淡化等工程需要的热量、也有专门用核反应堆来发电的核电站并且大部分的飞机、火箭和潜艇都使用核反应堆来做动力系统。目前最主要的应用方面还是民用核电站和潜艇火箭之类的军用工具动力系统。
14岁天才少年制造出世界上第32个核反应堆
泰勒.威尔逊，1994年出生在美国。泰勒.威尔逊从小就对科学技术非常有兴趣，甚至5岁的他在被父亲询问想要什么生日礼物之时明确表示：想要一台起重机。而泰勒.威尔逊的父亲也非常果断，还原了一次“曾子杀猪”的故事，真的为泰勒.威尔逊开来了一辆起重机。
不过泰勒.威尔逊对于科学的狂热远远超出了他父母的想象，他在家庭聚会时拿出了抽血管要为每一个成员研究血液健康，他也在家里点燃了自制炸药甚至惊动了街坊邻居，而他的祖母非常担心他这样下去会出大问题，于是送了他一本《辐射童军》，讲述的是一位小男孩自己在家后院制作核反应堆结果失败反而构成了犯罪的故事。而泰勒.威尔逊的祖母未曾想到的是她的行为反而起了反作用——泰勒.威尔逊对核反应堆兴趣浓厚。
无奈，泰勒.威尔逊的家人将他送往了戴维森学院，这是一家属于天才和疯子的学院，里面全是对某项事物极其偏执的科研人员，而面试泰勒.威尔逊的教授恰恰是一位疯狂的物理学家，两人“臭味相投”，相见恨晚，泰勒.威尔逊转眼之间就会录取了。在这位教授的帮助之下，14岁的泰勒.威尔逊成功制造出了世界上第32个核裂变反应堆。
而目前的泰勒.威尔逊依旧执着于核反应堆的研究，他相信终有一天，我们可以实现核聚变反应堆，届时或许会成为科技发展道路上的重要转折点。
核反应堆是核电站的心脏，它的工作原理是这样的：原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2～3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核＋热载体。
但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。
还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序，制成有一定铀含量和一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。
核反应堆是什么
核反应堆是一种用于产生和维持核链式反应的设备。它通常被用于核能发电、核动力舰船、核研究等领域。
核反应堆中使用的燃料通常是铀或钚等放射性物质，这些物质的原子核在受到中子激发后会发生裂变或聚变，释放出巨大的能量。核反应堆中的反应被称为核链式反应，其中一个核反应会引发其他核反应，形成连锁反应。
核反应堆的基本组成包括燃料棒、控制棒、冷却剂和反应堆压力容器等。燃料棒中装有核燃料，控制棒用于调节反应的速率，冷却剂用于带走产生的热量，反应堆压力容器用于容纳和隔离核反应。
核反应堆的工作原理是通过控制棒的升降来调节反应的速率。控制棒能够吸收中子，当控制棒插入燃料堆中时，吸收中子的数量增加，反应速率减慢；当控制棒抬起时，吸收中子的数量减少，反应速率加快。
核反应堆的作用
1、发电：核反应堆可以利用核裂变或核聚变反应来产生大量的热能，然后将其转化为电能，用于发电。核反应堆是核能发电的主要设施，能够提供大规模的电力供应。
2、放射性同位素生产：核反应堆可以利用中子轰击稳定核素，使其发生核变化，产生放射性同位素。这些放射性同位素在医学、工业和科学研究中有广泛的应用，例如用于医学放射治疗、放射性示踪、辐照食品杀菌等。
3、核燃料生产：核反应堆可以通过中子轰击来促使铀等核燃料元素发生核变化，产生可用于核反应堆中的核燃料。核反应堆是核燃料的重要生产设施，为核能发电提供燃料。
4、核科学研究：核反应堆可以提供高能量的中子和其他粒子束，用于核物理、高能物理、材料科学等领域的研究。通过核反应堆，科学家可以模拟和研究原子核反应、核结构、放射性衰变等核物理过程。
5、核燃料循环：核反应堆可以配合核燃料循环技术，如核燃料再处理、中子增殖等，实现核燃料资源的充分利用和核废料的处理。这有助于减少核燃料的消耗和减轻核废料的储存负担。
以上内容参考：百度百科——核反应堆
古老核反应堆是怎么回事
在大约250万年前，在非洲大陆上出现了原始人类的影子，经过了数百万年漫长的发展，人类迈向了世界各地，建立起了各种各样的文明，最终还创造出了科技。借助着科技的力量，我们对这个世界有了更深层次的认识。在如今的地球上，人类是唯一的高智慧生物，人类的文明也被认定为是地球在过去45亿年来可能出现的唯一智慧文明。在人类之前，地球上只有低等生命以及高等智慧生物的。
然而，在非洲这片古老的土地上，却发现了20亿年前不该有的东西—一座核反应堆遗迹，它运行了100万年，科学家证实不是人类所为。那么，这座反应堆究竟是谁建造的呢？难道是史前智慧生命，或者是造访史前地球的外星人？人类对此要不要警惕呢？
1956年，在加蓬(位于中非)一个名为奥克洛的偏远地区，科学家勘探到了铀矿。此后，人们一直在那里开采铀-235矿石。16年后，一批异常的铀矿石引发了核物理学家的注意。
科学家通过检测发现，这批铀矿石中的铀-235含量为0.717%。而在过往发现的铀矿石中，铀-235的丰度都是0.720%。虽然奥克洛的铀-235丰度只是少了0.003%，但足以证明它们曾被使用过。
铀-235是一种天然的放射性元素，其半衰期为7.038亿年。由于铀-235会以恒定的速率进行衰变，所以它们在世界各地的地壳中都应该有着相同的丰度。然而，奥克洛铀矿却是个例外。
在自然界中，铀存在三种同位素，但只有铀-235能够进行连锁的重核裂变反应。目前，人类利用铀-235的核裂变反应建造了核电站，其浓度为3%，远高于铀-235的自然丰度，所以需要通过某些方法来浓缩铀-235。
在奥克洛矿石中，科学家还检测出了锔、铯、钚、镅等元素，它们基本上只有在铀-235的可控核裂变反应中才会形成。当铀-235的原子核被中子撞击时，将会分裂成两个较小的原子核，同时还会释放出几个中子，这些中子又会触发其他铀-235发生裂变，从而产生链式核反应。
显然，奥克洛铀矿中的铀-235发生过核裂变反应。分析表明，该核反应堆在20亿年前启动，并且运行了大约100万年。那么，当时究竟是谁浓缩了奥克洛铀矿，并启动了核裂变反应？难道当时的地球上存在着智慧文明？
根据化石证据，20亿年前的地球上只有细菌之类的低等生命。最早的多细胞生物是藻类，它们出现在15亿年前。直到6亿年前的埃迪卡拉纪，动物才在海洋中进化出来。灵长类动物的出现还要晚得多，最早只能追溯到8500万年前。
也就是说，20亿年前的地球上不可能存在原生的智慧生物。那么，这会不会是当年造访地球的外星智慧生物留下的呢？
虽然不排除宇宙中存在外星文明，但奥克洛核反应并不是智慧文明留下的，因为没有发现其他任何科技设备的痕迹。事实上，这个核反应堆是大自然的杰作，完全是在机缘巧合下自然形成的。
事实上，早在这个核反应堆发现之前，就有物理学家预言了天然核反应堆的存在。距今20亿年前，铀-235的天然丰度刚好约为3.1%。当时，刚好赶上了蓝藻引发的大氧化事件，地球大气中的氧气含量大幅度增加。
在地质运动和氧气的共同作用下，铀在奥克洛的地下逐渐沉积，直至达到临界值。最终，铀-235的核裂变反应自发启动，随后运行了长达100万年的时间，消耗掉了1吨的铀-235。
在此期间，该核反应堆从未发生过熔毁或者爆炸，其运行相当平稳。这得益于该铀矿中的磷酸铝能够捕获放射性物质，而地下水可以充当中子减速剂，调节核裂变反应的速率。由此可见，大自然早就深谙核反应堆安全运行之道。
物理问题：原子弹爆炸时发生的链条式反应是 ，核反应堆中发生的链条式反应是 。
1、原子弹爆炸和核反应堆中发生的链式反应是一样的。
2、反应堆中利用碳棒的升降来吸收多或少的中子，控制反应速度的快慢。
3、不完全是“铀”，“钚239”也做成了反应堆或原子弹。（日本挨的2颗分别由铀、钚做成）
道理是一样的，一个铀原子被轰击分裂同时产生两个中子在轰击其他铀原子而一直链式反应下去。而核电站反应堆就是利用石墨棒来吸收阻挡绝大部分中子，反应才等到控制。
也是重核元素原子裂变过程中发生质量亏损从而放出巨大能量，原理都一样。不过和氢弹的就不一样啦
两个的反应是一样的。
只不过反应堆里家里慢化剂，反应速度慢而已。
原子弹分铀弹和钚弹两种：
铀弹，主要原料为铀235，含量为95%以上，也称为武器级铀，其余成分大多为铀238
发生的链式反应大致为：
钚弹，主要原料为钚239，也要达到一定的浓缩度才够得上武器级，反应式类似于1式，
反应堆类型就多了，最常见的压水堆，就是福岛核电站那种，有效燃料是铀235，只不过浓度在5%左右，（浓度太低所以不会产生核爆效果），其余为铀238，基本对发电没有正面贡献，反应堆中的链式反应式仍如1式
