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發明反應堆

發布時間:2021-06-21 21:32:16

Ⅰ 核反應堆第一個發明

1939年初,德國化學家O.哈恩和物理化學家F.斯特拉斯曼發表了鈾原子核裂變現象的論文。幾個星期內,許多國家的科學家驗證了這一發現,並進一步提出有可能創造這種裂變反應自持進行的條件,從而開辟了利用這一新能源為人類創造財富的廣闊前景。但是,同歷史上許多科學技術新發現一樣,核能的開發也被首先用於軍事目的,即製造威力巨大的原子彈,其進程受到當時社會與政治條件的影響和制約。從1939年起,由於法西斯德國擴大侵略戰爭,歐洲許多國家開展科研工作日益困難。 同年9月初,丹麥物理學家N.H.D.玻爾和他的合作者J.A.惠勒從理論上闡述了核裂變反應過程,並指出能引起這一反應的最好元素是同位素鈾235。 正當這一有指導意義的研究成果發表時,英、法兩國向德國宣戰。1940年夏,德軍佔領法國。法國物理學家J.-F.約里奧-居里領導的一部分科學家被迫移居國外。英國曾制訂計劃進行這一領域的研究,但由於戰爭影響,人力物力短缺,後來也只能採取與美國合作的辦法,派出以物理學家J.查德威克為首的科學家小組,赴美國參加由理論物理學家J.R.奧本海默領導的原子彈研製工作。

在美國,從歐洲遷來的匈牙利物理學家齊拉德·萊奧首先考慮到,一旦法西斯德國掌握原子彈技術可能帶來嚴重後果。經他和另幾位從歐洲移居美國的科學家奔走推動,於1939年8月由物理學家A.愛因斯坦寫信給美國第32屆總統F.D.羅斯福,建議研製原子彈,才引起美國政府的注意。但開始只撥給經費6000美元,直到1941年12月日本襲擊珍珠港後,才擴大規模,到1942年8月發展成代號為「曼哈頓工程區」的龐大計劃,直接動用的人力約60萬人,投資20多億美元。到第二次世界大戰即將結束時製成 3顆原子彈,使美國成為第一個擁有原子彈的國家。製造原子彈,既要解決武器研製中的一系列科學技術問題,還要能生產出必需的核裝料鈾235、鈈239。天然鈾中同位素鈾235的豐度僅0.72%,按原子彈設計要求必須提高到90%以上。當時美國經過多種途徑探索研究與比較後,採取了電磁分離、氣體擴散和熱擴散三種方法生產這種高濃鈾。供一顆「槍法」原子彈用的幾十千克高濃鈾,是靠電磁分離法生產的。建設電磁分離工廠的費用約3億美元(磁鐵的導電線圈是用從國庫借來的白銀製造的,其價值尚未計入)。鈈239要在反應堆內用中子輻照鈾238的方法製取。 供兩顆「內爆法」原子彈用的幾十千克鈈239,是用3座石墨慢化、水冷卻型天然鈾反應堆及與之配套的化學分離工廠生產的。以上事例可以說明當時的工程規模。由於美國的工業技術設施與建設未受到戰爭的直接威脅,又掌握了必需的資源,集中了一批國內外的科技人才,使它能夠較快地實現原子彈研製計劃。

德國的科學技術,當時本處於領先地位。1942年以前,德國在核技術領域的水平與美、英大致相當,但後來落伍了。美國的第一座試驗性石墨反應堆,在物理學家E.費密領導下,1942年12月建成並達到臨界;而德國採用的是重水反應堆,生產鈈239,到1945年初才建成一座不大的次臨界裝置。為生產高濃鈾,德國曾著重於高速離心機的研製,由於空襲和電力、物資缺乏等原因,進展很緩慢。其次,A.希特勒迫害科學家,以及有的科學家持不合作態度,是這方面工作進展不快的另一原因。更主要的是,德國法西斯頭目過分自信,認為戰爭可以很快結束,不需要花氣力去研製尚無必成把握的原子彈,先是不予支持,後來再抓已困難重重,研製工作終於失敗。

1945年5月德國投降後,美國有不少知道「曼哈頓工程」內幕的人士,包括以物理學家J.弗蘭克為首的一大批從事這一工作的科學家,反對用原子彈轟炸日本城市。當時,日本侵略軍受到中國人民長期抗戰的有力打擊,實力大大削弱。美、英在太平洋地區的進攻,又幾乎全部摧毀日本海軍,海上封鎖使日本國內的物資供應極為匱泛。在日本失敗已成定局的情況下,美國仍於8月6日、9日先後在日本的廣島和長崎投下了僅有的兩顆原子彈。

蘇聯在1941年6月遭受德軍入侵前,也進行過研製原子彈的工作。鈾原子核的自發裂變,是在這一時期內由蘇聯物理學家Г.Н.弗廖羅夫和Κ.А.佩特扎克發現的。衛國戰爭爆發後,研製工作被迫中斷,直到1943年初才在物理學家И.В.庫爾恰托夫的組織領導下逐漸恢復,並在戰後加速進行。1949年8月,蘇聯進行了原子彈試驗。1950年1月,美國總統H.S.杜魯門下令加速研製氫彈。1952年11月,美國進行了以液態氘為熱核燃料的氫彈原理試驗,但該實驗裝置非常笨重,不能用作武器。1953年8月,蘇聯進行了以固態氘化鋰6為熱核燃料的氫彈試驗,使氫彈的實用成為可能。 美國於1954年2月進行了類似的氫彈試驗。英國、法國先後在50和60年代也各自進行了原子彈與氫彈試驗。

中國在開始全面建設社會主義時期,基礎工業有了一定的發展,即著手准備研製原子彈。1959年開始起步時,國民經濟發生嚴重困難。 同年6月,蘇聯政府撕毀中蘇在1957年10月簽訂的關於國防新技術協定,隨後撤走專家,中國決心完全依靠自己的力量來實現這一任務。中國首次試驗的原子彈取"596"為代號,就是以此激勵全國軍民大力協同做好這項工作。1964年10月16日,首次原子彈試驗成功。經過兩年多,1966年12月28日,小當量的氫彈原理試驗成功;半年之後,於1967年6月17日成功地進行了百萬噸級的氫彈空投試驗。中國堅持獨立自主、自力更生的方針,在世界上以最快的速度完成了核武器這兩個發展階段的任務。

Ⅱ 核反應堆第一個發明人是誰

是費米。 之前有德國人奧托·哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和鈾原子發生了碰撞給費米有些啟發。

Ⅲ 14歲造核聚變反應堆!

有一種靜電約束核聚變裝置「fusor」,普通人就可以嘗試製作,大概你看到的美國少年製作的所謂聚變反應堆就是這種。不過「fusor」的特點是:輸入功率大於輸出功率,也就是無法產出能量,反而很耗電。當然,盡管並沒有實際意義,但它也很考驗基礎知識與動手能力,不是那麼容易做出來的。
「fusor」:Fusor是由美國發明家菲洛·法恩斯沃思和羅泊特·赫舍發明的一種靜電約束核聚變裝置,是原理不同於托卡馬克等磁約束的一種實驗裝置,主體是一個內部呈真空狀態的大球,四面布置上電極,在裡面有一個帶高壓靜電的金屬網格組成的小球,將氘離子導入其中,在靜電的約束下,離子碰撞,發生聚變反應。

Ⅳ 反應堆是什麼東西

反應堆的原理比較復雜,為了能使你聽懂,我用通俗的語言來講解。核反應堆的種類不下幾十種,我只以最常見的壓水堆為例講一講。

反應堆是指能維持和控制核裂變鏈式反應的裝置,因為第一個試驗反應堆確實是用石磨堆起來的,所以一直就叫「堆」。核潛艇上裝的核反應堆基本都是一個類型,叫做壓水型核反應堆,簡稱壓水堆。核反應堆里的核心部件是堆芯,由核燃料組成,核燃料被點燃後,就像鍋爐被點燃一樣可以發出很高的熱量,這些熱量又被利用來加熱水,把水變成蒸汽,蒸汽推動汽輪機旋轉進而帶動螺旋槳轉動,使潛艇前進。所以核反應堆又叫原子鍋爐,其作用與普通鍋爐是一樣的,都是提供熱源。

反應堆的結構比較簡單,主要由以下組成:

核燃料——它是進行核裂變鏈式反應的核心部件,一般製作成二氧化鈾(UO2),二氧化鈾中只含有百分之幾的鈾235可以進行裂變反應,而絕大部分是不直接參與核裂變的鈾238。我們就是用中子不斷來轟擊鈾235使之裂開,同時產生熱量。

壓力殼——核反應堆的外殼,用來盛裝核燃料及堆內部件,用高強度的優質鋼鍛造而成,可承受幾十兆帕(幾百個大氣壓)的壓力。

控制棒驅動機構——它是核反應堆的操作系統和安全保護系統的「前線」執行機構,嚴格按系統或操縱員的要求驅動控制棒在核反應堆內移動,對核反應堆功率進行有效控制。在危急情況下,可利用加速器快速把控制棒插入核反應堆內,達到緊急停堆的目的。控制棒具有很強的吸收中子的能力,用來啟動、關閉核反應堆,並可維持、調節核反應堆功率。控制棒一般用鉿(Hf)、銀(Ag)、銦(In)、鎘(Cd)等金屬製作。

中子源——提供中子,用來啟動核反應堆和提高功率

核反應堆內充滿了高溫高壓的純凈水,流經堆芯,把核裂變產生的熱量帶走。由於核反應堆內充滿了高壓的水作為核燃料的冷卻劑,所以叫壓水型核反應堆。

Ⅳ 領導建立世界上第一座原子核反應堆的物理學家是誰

費米

Ⅵ 核反應堆是誰發明的現在那些國家擁有核裝置

是不是奧本海莫啊
國家就多了
中、美、法、英、俄、以、印、巴、日、伊朗

Ⅶ 鋼鐵俠胸口的小型核反應堆,人類可以發明出嗎

人類正在享受科技帶來的便利,曾經人類對科技無比的嚮往,如今終於實現了。看到現代科技的諸多產物,令人非常欣慰,各行各業都有了質的發展。自人工智慧興起之後,還出現可以幫助人類的機器人,減緩人類的壓力和運動量,這些都是科技帶來的好處。


5

只要人類技術達到全新的巔峰,長時間的研究不放棄,或許未來的某一天真的能夠研究出一種核反應堆,也就是所謂的鋼鐵俠的鎧甲,擁有一種潛在的超能力,這樣人類就可以徹底實現飛天遁地了,這些都是人類美好的幻想,需要大家共同的努力,想要真正研製出這種技術,比人工智慧復雜多了,你們認為核反應堆需要多久才能成功呢?

Ⅷ 核反應堆第一個發明人是誰

是德國人,具體是誰不是很清楚。
不過這種大型的科學研究計劃不可能是一個人單獨完成的。

Ⅸ 鋼鐵俠反應堆是什麼原理

鋼鐵俠反應堆是根據「托卡馬克裝置」的原理,製作成的。

托卡馬克是一環形裝置,通過約束電磁波驅動,創造氘、氚實現聚變的環境和超高溫,並實現人類對聚變反應的控制。它的名字Tokamak來源於環形、真空室、磁、線圈。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。

(9)發明反應堆擴展閱讀:

歷史發展:

二戰末期,前蘇聯和美、英各國曾出於軍事上的考慮,一直在互相保密的情況下開展對核聚變的研究。幾千萬、幾億攝氏度高溫的聚變物質裝在什麼容器里一直是困擾人們的難題。二十世紀五十年代初期,前蘇聯科學家提出托卡馬克的概念。

1954年,第一個托卡馬克裝置在原蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所建成。當人們提出這種磁約束的概念後,磁約束核聚變研究在一些方面的進展順利,氫彈又迅速試驗成功,這曾使不少國家的核科學家一度對受控核聚變抱有過分樂觀的態度。

1990年,中國國家科學院等離子所興建大型超導托卡馬克裝置,得到俄、美、歐盟等機構、專家大力的支持。特別是俄羅斯科學家,世界聚變研究最具權威的俄羅斯國家研究中心卡多姆采夫教授,成為裝置建設的「經常性技術指導」。

1993年HT-7建成,中國成為世界上俄、法、日(法國的Tore-Supra,俄羅斯的T-15,日本的JT-60U)之後第四個擁有同類大型裝置的國家。中國在裝置相關的超導、低溫製冷、強磁場等研究都登上新的台階。

1993年12月9日和10日,美國在TFTR裝置上使用氘、氚各50%的混合燃料,使溫度達到3億至4億攝氏度,兩次實驗釋放的聚變能分別為0.3萬千瓦和0.56萬千瓦,大約為JET輸出功率的2倍和4倍,能量增益因子Q值達0.28。與JET相比,Q值又得到很大提高。

1997年9月22日,聯合歐洲環JET又創造輸出功率為1.29萬千瓦的世界紀錄,能量增益因子Q值達0.60,持續時間2秒。僅過了39天,輸出功率又提高到1.61萬千瓦,Q值達到0.65。

1997年12月,日本方面宣布,在JT-60上成功進行了氘-氘反應實驗,換算到氘-氚反應,Q值可以達到1.00。後來,Q值又超過了1.25。在JT-60U上,還達到了更高的等效能量增益因子,大於1.3,它也是從氘-氘實驗得出的結果外推後算出的。

2000年,HT-7實驗放電時間超過10秒,標志中國在這重大基礎理論研究領域中進入世界先進行列。

2002年1月28日,在中國成都的核工業西南物理研究院與合肥西郊的中國科學院等離體物理研究所,基於超導托卡馬克裝置HT-7的可控熱核聚變研究再獲突破。

實現了放電脈沖長度大於100倍能量約束時間、電子溫度2000萬攝氏度的高約束穩態運行,中心密度大於每立方米1.2×1019,運行參數居世界前兩位。本輪實驗有來自美、日等14個研究機構的18位外籍專家參與。

2006年,中國新一代「人造太陽」實驗裝置(EAST)實現了第一次「點火」——激發等離子態與核聚變。很快,它就實現了最高連續1000秒的運行,這在當時是前所未有的成就。

2012年04月22日,中國新一代「人造太陽」實驗裝置(EAST)中性束注入系統(NBI)完成了氫離子束功率3兆瓦、脈沖寬度500毫秒的高能量離子束引出實驗。本輪實驗獲得的束能量和功率創下中國國內紀錄,並基本達到EAST項目設計目標。

Ⅹ 核反應堆第一個發明人是誰現有哪些國家擁有核裝置

第一座反應堆是抄費襲米(Enrico Fermi)領導建立的,在芝加哥大學斯塔格運動場看台底下的一個網球室內,被命名為CP-1(Chicago Pile-1),1942年12月2日達到臨界。這是個實驗堆,是曼哈頓計劃的一部分。

「核裝置」的范圍不好說,不好明確定義指什麼,如果廣義講醫院的X光機都是核裝置。如果是說核電方面,那麼擁有核電站的國家有:
美國、法國、日本、俄羅斯、韓國、英國、加拿大、印度、德國、烏克蘭、中國、瑞典、西班牙、比利時、捷克、瑞士、芬蘭、匈牙利、斯洛伐克、阿根廷、巴西、保加利亞、墨西哥、巴基斯坦、羅馬尼亞、南非、亞美尼亞、荷蘭、斯洛維尼亞。全世界共用436座反應堆。
在建反應堆的國家有:
中國、俄羅斯、韓國、印度、保加利亞、斯洛伐克、阿根廷、芬蘭、法國、伊朗、日本、巴基斯坦、美國。
不能保證數據是最新,相關數據可以在IAEA(國際原子能機構)的網站上找到。

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