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发明反应堆

发布时间:2021-06-21 21:32:16

Ⅰ 核反应堆第一个发明

1939年初,德国化学家O.哈恩和物理化学家F.斯特拉斯曼发表了铀原子核裂变现象的论文。几个星期内,许多国家的科学家验证了这一发现,并进一步提出有可能创造这种裂变反应自持进行的条件,从而开辟了利用这一新能源为人类创造财富的广阔前景。但是,同历史上许多科学技术新发现一样,核能的开发也被首先用于军事目的,即制造威力巨大的原子弹,其进程受到当时社会与政治条件的影响和制约。从1939年起,由于法西斯德国扩大侵略战争,欧洲许多国家开展科研工作日益困难。 同年9月初,丹麦物理学家N.H.D.玻尔和他的合作者J.A.惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程,并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235。 正当这一有指导意义的研究成果发表时,英、法两国向德国宣战。1940年夏,德军占领法国。法国物理学家J.-F.约里奥-居里领导的一部分科学家被迫移居国外。英国曾制订计划进行这一领域的研究,但由于战争影响,人力物力短缺,后来也只能采取与美国合作的办法,派出以物理学家J.查德威克为首的科学家小组,赴美国参加由理论物理学家J.R.奥本海默领导的原子弹研制工作。

在美国,从欧洲迁来的匈牙利物理学家齐拉德·莱奥首先考虑到,一旦法西斯德国掌握原子弹技术可能带来严重后果。经他和另几位从欧洲移居美国的科学家奔走推动,于1939年8月由物理学家A.爱因斯坦写信给美国第32届总统F.D.罗斯福,建议研制原子弹,才引起美国政府的注意。但开始只拨给经费6000美元,直到1941年12月日本袭击珍珠港后,才扩大规模,到1942年8月发展成代号为“曼哈顿工程区”的庞大计划,直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时制成 3颗原子弹,使美国成为第一个拥有原子弹的国家。制造原子弹,既要解决武器研制中的一系列科学技术问题,还要能生产出必需的核装料铀235、钚239。天然铀中同位素铀235的丰度仅0.72%,按原子弹设计要求必须提高到90%以上。当时美国经过多种途径探索研究与比较后,采取了电磁分离、气体扩散和热扩散三种方法生产这种高浓铀。供一颗“枪法”原子弹用的几十千克高浓铀,是靠电磁分离法生产的。建设电磁分离工厂的费用约3亿美元(磁铁的导电线圈是用从国库借来的白银制造的,其价值尚未计入)。钚239要在反应堆内用中子辐照铀238的方法制取。 供两颗“内爆法”原子弹用的几十千克钚239,是用3座石墨慢化、水冷却型天然铀反应堆及与之配套的化学分离工厂生产的。以上事例可以说明当时的工程规模。由于美国的工业技术设施与建设未受到战争的直接威胁,又掌握了必需的资源,集中了一批国内外的科技人才,使它能够较快地实现原子弹研制计划。

德国的科学技术,当时本处于领先地位。1942年以前,德国在核技术领域的水平与美、英大致相当,但后来落伍了。美国的第一座试验性石墨反应堆,在物理学家E.费密领导下,1942年12月建成并达到临界;而德国采用的是重水反应堆,生产钚239,到1945年初才建成一座不大的次临界装置。为生产高浓铀,德国曾着重于高速离心机的研制,由于空袭和电力、物资缺乏等原因,进展很缓慢。其次,A.希特勒迫害科学家,以及有的科学家持不合作态度,是这方面工作进展不快的另一原因。更主要的是,德国法西斯头目过分自信,认为战争可以很快结束,不需要花气力去研制尚无必成把握的原子弹,先是不予支持,后来再抓已困难重重,研制工作终于失败。

1945年5月德国投降后,美国有不少知道“曼哈顿工程”内幕的人士,包括以物理学家J.弗兰克为首的一大批从事这一工作的科学家,反对用原子弹轰炸日本城市。当时,日本侵略军受到中国人民长期抗战的有力打击,实力大大削弱。美、英在太平洋地区的进攻,又几乎全部摧毁日本海军,海上封锁使日本国内的物资供应极为匮泛。在日本失败已成定局的情况下,美国仍于8月6日、9日先后在日本的广岛和长崎投下了仅有的两颗原子弹。

苏联在1941年6月遭受德军入侵前,也进行过研制原子弹的工作。铀原子核的自发裂变,是在这一时期内由苏联物理学家Г.Н.弗廖罗夫和Κ.А.佩特扎克发现的。卫国战争爆发后,研制工作被迫中断,直到1943年初才在物理学家И.В.库尔恰托夫的组织领导下逐渐恢复,并在战后加速进行。1949年8月,苏联进行了原子弹试验。1950年1月,美国总统H.S.杜鲁门下令加速研制氢弹。1952年11月,美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理试验,但该实验装置非常笨重,不能用作武器。1953年8月,苏联进行了以固态氘化锂6为热核燃料的氢弹试验,使氢弹的实用成为可能。 美国于1954年2月进行了类似的氢弹试验。英国、法国先后在50和60年代也各自进行了原子弹与氢弹试验。

中国在开始全面建设社会主义时期,基础工业有了一定的发展,即着手准备研制原子弹。1959年开始起步时,国民经济发生严重困难。 同年6月,苏联政府撕毁中苏在1957年10月签订的关于国防新技术协定,随后撤走专家,中国决心完全依靠自己的力量来实现这一任务。中国首次试验的原子弹取"596"为代号,就是以此激励全国军民大力协同做好这项工作。1964年10月16日,首次原子弹试验成功。经过两年多,1966年12月28日,小当量的氢弹原理试验成功;半年之后,于1967年6月17日成功地进行了百万吨级的氢弹空投试验。中国坚持独立自主、自力更生的方针,在世界上以最快的速度完成了核武器这两个发展阶段的任务。

Ⅱ 核反应堆第一个发明人是谁

是费米。 之前有德国人奥托·哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和铀原子发生了碰撞给费米有些启发。

Ⅲ 14岁造核聚变反应堆!

有一种静电约束核聚变装置「fusor」,普通人就可以尝试制作,大概你看到的美国少年制作的所谓聚变反应堆就是这种。不过「fusor」的特点是:输入功率大于输出功率,也就是无法产出能量,反而很耗电。当然,尽管并没有实际意义,但它也很考验基础知识与动手能力,不是那么容易做出来的。
「fusor」:Fusor是由美国发明家菲洛·法恩斯沃思和罗泊特·赫舍发明的一种静电约束核聚变装置,是原理不同于托卡马克等磁约束的一种实验装置,主体是一个内部呈真空状态的大球,四面布置上电极,在里面有一个带高压静电的金属网格组成的小球,将氘离子导入其中,在静电的约束下,离子碰撞,发生聚变反应。

Ⅳ 反应堆是什么东西

反应堆的原理比较复杂,为了能使你听懂,我用通俗的语言来讲解。核反应堆的种类不下几十种,我只以最常见的压水堆为例讲一讲。

反应堆是指能维持和控制核裂变链式反应的装置,因为第一个试验反应堆确实是用石磨堆起来的,所以一直就叫“堆”。核潜艇上装的核反应堆基本都是一个类型,叫做压水型核反应堆,简称压水堆。核反应堆里的核心部件是堆芯,由核燃料组成,核燃料被点燃后,就像锅炉被点燃一样可以发出很高的热量,这些热量又被利用来加热水,把水变成蒸汽,蒸汽推动汽轮机旋转进而带动螺旋桨转动,使潜艇前进。所以核反应堆又叫原子锅炉,其作用与普通锅炉是一样的,都是提供热源。

反应堆的结构比较简单,主要由以下组成:

核燃料——它是进行核裂变链式反应的核心部件,一般制作成二氧化铀(UO2),二氧化铀中只含有百分之几的铀235可以进行裂变反应,而绝大部分是不直接参与核裂变的铀238。我们就是用中子不断来轰击铀235使之裂开,同时产生热量。

压力壳——核反应堆的外壳,用来盛装核燃料及堆内部件,用高强度的优质钢锻造而成,可承受几十兆帕(几百个大气压)的压力。

控制棒驱动机构——它是核反应堆的操作系统和安全保护系统的“前线”执行机构,严格按系统或操纵员的要求驱动控制棒在核反应堆内移动,对核反应堆功率进行有效控制。在危急情况下,可利用加速器快速把控制棒插入核反应堆内,达到紧急停堆的目的。控制棒具有很强的吸收中子的能力,用来启动、关闭核反应堆,并可维持、调节核反应堆功率。控制棒一般用铪(Hf)、银(Ag)、铟(In)、镉(Cd)等金属制作。

中子源——提供中子,用来启动核反应堆和提高功率

核反应堆内充满了高温高压的纯净水,流经堆芯,把核裂变产生的热量带走。由于核反应堆内充满了高压的水作为核燃料的冷却剂,所以叫压水型核反应堆。

Ⅳ 领导建立世界上第一座原子核反应堆的物理学家是谁

费米

Ⅵ 核反应堆是谁发明的现在那些国家拥有核装置

是不是奥本海莫啊
国家就多了
中、美、法、英、俄、以、印、巴、日、伊朗

Ⅶ 钢铁侠胸口的小型核反应堆,人类可以发明出吗

人类正在享受科技带来的便利,曾经人类对科技无比的向往,如今终于实现了。看到现代科技的诸多产物,令人非常欣慰,各行各业都有了质的发展。自人工智能兴起之后,还出现可以帮助人类的机器人,减缓人类的压力和运动量,这些都是科技带来的好处。


5

只要人类技术达到全新的巅峰,长时间的研究不放弃,或许未来的某一天真的能够研究出一种核反应堆,也就是所谓的钢铁侠的铠甲,拥有一种潜在的超能力,这样人类就可以彻底实现飞天遁地了,这些都是人类美好的幻想,需要大家共同的努力,想要真正研制出这种技术,比人工智能复杂多了,你们认为核反应堆需要多久才能成功呢?

Ⅷ 核反应堆第一个发明人是谁

是德国人,具体是谁不是很清楚。
不过这种大型的科学研究计划不可能是一个人单独完成的。

Ⅸ 钢铁侠反应堆是什么原理

钢铁侠反应堆是根据“托卡马克装置”的原理,制作成的。

托卡马克是一环形装置,通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,并实现人类对聚变反应的控制。它的名字Tokamak来源于环形、真空室、磁、线圈。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。

(9)发明反应堆扩展阅读:

历史发展:

二战末期,前苏联和美、英各国曾出于军事上的考虑,一直在互相保密的情况下开展对核聚变的研究。几千万、几亿摄氏度高温的聚变物质装在什么容器里一直是困扰人们的难题。二十世纪五十年代初期,前苏联科学家提出托卡马克的概念。

1954年,第一个托卡马克装置在原苏联库尔恰托夫原子能研究所建成。当人们提出这种磁约束的概念后,磁约束核聚变研究在一些方面的进展顺利,氢弹又迅速试验成功,这曾使不少国家的核科学家一度对受控核聚变抱有过分乐观的态度。

1990年,中国国家科学院等离子所兴建大型超导托卡马克装置,得到俄、美、欧盟等机构、专家大力的支持。特别是俄罗斯科学家,世界聚变研究最具权威的俄罗斯国家研究中心卡多姆采夫教授,成为装置建设的“经常性技术指导”。

1993年HT-7建成,中国成为世界上俄、法、日(法国的Tore-Supra,俄罗斯的T-15,日本的JT-60U)之后第四个拥有同类大型装置的国家。中国在装置相关的超导、低温制冷、强磁场等研究都登上新的台阶。

1993年12月9日和10日,美国在TFTR装置上使用氘、氚各50%的混合燃料,使温度达到3亿至4亿摄氏度,两次实验释放的聚变能分别为0.3万千瓦和0.56万千瓦,大约为JET输出功率的2倍和4倍,能量增益因子Q值达0.28。与JET相比,Q值又得到很大提高。

1997年9月22日,联合欧洲环JET又创造输出功率为1.29万千瓦的世界纪录,能量增益因子Q值达0.60,持续时间2秒。仅过了39天,输出功率又提高到1.61万千瓦,Q值达到0.65。

1997年12月,日本方面宣布,在JT-60上成功进行了氘-氘反应实验,换算到氘-氚反应,Q值可以达到1.00。后来,Q值又超过了1.25。在JT-60U上,还达到了更高的等效能量增益因子,大于1.3,它也是从氘-氘实验得出的结果外推后算出的。

2000年,HT-7实验放电时间超过10秒,标志中国在这重大基础理论研究领域中进入世界先进行列。

2002年1月28日,在中国成都的核工业西南物理研究院与合肥西郊的中国科学院等离体物理研究所,基于超导托卡马克装置HT-7的可控热核聚变研究再获突破。

实现了放电脉冲长度大于100倍能量约束时间、电子温度2000万摄氏度的高约束稳态运行,中心密度大于每立方米1.2×1019,运行参数居世界前两位。本轮实验有来自美、日等14个研究机构的18位外籍专家参与。

2006年,中国新一代“人造太阳”实验装置(EAST)实现了第一次“点火”——激发等离子态与核聚变。很快,它就实现了最高连续1000秒的运行,这在当时是前所未有的成就。

2012年04月22日,中国新一代“人造太阳”实验装置(EAST)中性束注入系统(NBI)完成了氢离子束功率3兆瓦、脉冲宽度500毫秒的高能量离子束引出实验。本轮实验获得的束能量和功率创下中国国内纪录,并基本达到EAST项目设计目标。

Ⅹ 核反应堆第一个发明人是谁现有哪些国家拥有核装置

第一座反应堆是抄费袭米(Enrico Fermi)领导建立的,在芝加哥大学斯塔格运动场看台底下的一个网球室内,被命名为CP-1(Chicago Pile-1),1942年12月2日达到临界。这是个实验堆,是曼哈顿计划的一部分。

“核装置”的范围不好说,不好明确定义指什么,如果广义讲医院的X光机都是核装置。如果是说核电方面,那么拥有核电站的国家有:
美国、法国、日本、俄罗斯、韩国、英国、加拿大、印度、德国、乌克兰、中国、瑞典、西班牙、比利时、捷克、瑞士、芬兰、匈牙利、斯洛伐克、阿根廷、巴西、保加利亚、墨西哥、巴基斯坦、罗马尼亚、南非、亚美尼亚、荷兰、斯洛文尼亚。全世界共用436座反应堆。
在建反应堆的国家有:
中国、俄罗斯、韩国、印度、保加利亚、斯洛伐克、阿根廷、芬兰、法国、伊朗、日本、巴基斯坦、美国。
不能保证数据是最新,相关数据可以在IAEA(国际原子能机构)的网站上找到。

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