本書是《21世紀可持續(xù)能源叢書》之一。
核能是否為從化石能源到未來能源之間不可或缺的替代能源?核能是否為安全、清潔、經(jīng)濟的能源?本書通過分析與綜合,給出了肯定的回答。核能涉及到核燃料循環(huán)、核能的軍事應用及和平應用、核安全與核保障等,本書對此給以系統(tǒng)而清晰的介紹。書中重點介紹了核裂變能,并簡要概述了核聚變能,同時對于與核能密不可分的核應用技術也進行了較為系統(tǒng)的陳述。本書以科技和人文內(nèi)容的結(jié)合,從歷史的縱的方面和世界與中國核能諸領域的橫的方面,介紹了核能的過去、現(xiàn)在與未來。全書文筆流暢,系統(tǒng)性強,信息量大,是從事非核專業(yè)的科技人員、能源工作者、管理人員和具有一定文化水平的公眾的一本有價值的參考書。
引子世界第一座核反應堆的誕生1
第1章為什么要開發(fā)核能4
11什么是核能4
12兩種核能5
13能源的現(xiàn)狀5
14人口與能源的矛盾突出7
15化石能源嚴重污染環(huán)境7
16核能的優(yōu)點9
17化石能源行將用盡10
18種類繁多的替代能源12
19核能是不可或缺的替代能源14
110中國必須發(fā)展核能19
第2章核能發(fā)現(xiàn)的歷史回顧21
21最早“原子”概念的提出22
22原子論的復興22
23電子的發(fā)現(xiàn)24
24“小太陽系原子模型”的提出26
25質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)27
26中子的發(fā)現(xiàn)27
27眾多的基本粒子的發(fā)現(xiàn)29
28X射線的發(fā)現(xiàn)30
29放射性的發(fā)現(xiàn)32
210釙和鐳的發(fā)現(xiàn)33
211質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式的提出35
212首次人工核反應的實現(xiàn)36
213首次人工放射性同位素的制成36
214核裂變的發(fā)現(xiàn)37
215有關核能發(fā)現(xiàn)的大事年表39
第3章核燃料與核燃料循環(huán)41
31鏈式裂變反應41
32放射性44
33核燃料44
34鈾及其化合物46
35釷及其化合物48
36钚及其化合物50
37天然放射性衰變系55
38核燃料循環(huán)59
39鈾礦的勘探和開采69
310鈾礦石的加工和精制71
3101鈾礦石預處理71
3102鈾礦石浸出72
3103鈾的濃縮與純化77
3104鈾的精制與轉(zhuǎn)化82
311鈾的同位素分離88
3111氣體擴散法90
3112氣體離心法92
3113氣體動力學法93
3114激光法93
3115六氟化鈾再轉(zhuǎn)化94
312燃料元件的制造96
3121輕水堆燃料元件98
3122壓力管式重水堆燃料元件100
3123生產(chǎn)堆燃料元件101
3124快中子增殖堆燃料元件101
3125高溫氣冷堆燃料元件102
313核燃料后處理103
3131磷酸鉍流程105
3132Redox流程105
3133Butex流程107
3134Trigly流程107
3135Purex流程108
3136干法流程119
314放射性廢物的處理處置120
3141廢燃料121
3142超鈾α高放廢物121
3143中、低放廢物122
3144放射性廢氣123
3145高放廢物處置庫123
315放射性物料的運輸124
316近期的核燃料生產(chǎn)和庫存狀況126
317世界核燃料循環(huán)工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀128
318中國核燃料循環(huán)工業(yè)的建立和發(fā)展138
319釷鈾核燃料循環(huán)143
3191從釷礦石中分離提純釷,制備核純二氧化釷和金屬釷144
3192釷基核燃料后處理Thorex流程146
3193釷基核燃料在反應堆中的運行實踐與發(fā)展前景150
第4章核能的軍事應用152
41核武器概況152
42對原子彈的基本要求153
43槍式原子彈155
44內(nèi)爆式原子彈156
45核爆炸的破壞力及防護157
451光輻射158
452沖擊波158
453瞬時核輻射159
454剩余核輻射160
455核電磁脈沖160
46原子彈的爆炸方式160
47核武器的小型化161
48氫彈162
49中子彈167
410其他第三代核武器169
4101減少剩余放射性彈169
4102增強X射線彈169
4103核電磁脈沖彈169
4104核鉆地彈170
411對低當量核武器的不同看法170
412美國著手考慮未來核武計劃171
413第四代核武器初探172
4131金屬氫武器172
4132核同質(zhì)異能素武器172
4133反物質(zhì)武器173
414世界第一顆原子彈的研制174
4141“鈾顧問委員會”的成立和“曼哈頓工程”的啟動174
4142第一座核反應堆的建立178
4143第一批原子彈的問世179
4144第一次原子彈爆炸試驗180
415原子彈用于實戰(zhàn)182
416科學家的良知187
417第二次世界大戰(zhàn)中德國、日本的核武器研究190
4171德國核計劃的流產(chǎn)190
4172日本核武器研究計劃的破滅191
418前蘇聯(lián)第一顆原子彈的研制192
419英國第一顆原子彈的研制195
420法國第一顆原子彈的研制197
421中國第一顆原子彈的研制198
422印度、巴基斯坦的核試驗206
423反復無常的朝鮮核問題208
424曖昧的以色列核武器情況212
425目前世界上核國家的情況213
426核試驗與核武庫216
427國際核不擴散體制221
428核保障與核保安223
429核爆炸的和平利用225
第5章核能的和平應用228
51核反應堆的用途228
52核反應堆的基本原理231
53核反應堆的類別233
54核反應堆的基本構(gòu)成236
55研究性反應堆240
551重水型研究堆243
552游泳池式研究堆243
553高通量工程試驗堆244
554鈾氫化鋯脈沖堆245
555微型研究堆245
556中國先進研究堆246
56生產(chǎn)反應堆246
57動力反應堆249
58艦船用反應堆249
581艦船用反應堆簡介249
582核潛艇251
583核動力水面軍艦255
584民用核動力船257
59飛機與航天核動力裝置259
510核電站262
5101核電站概述262
5102壓水堆核電站277
5103沸水堆核電站280
5104重水堆核電站281
511核供熱堆284
5111核供熱堆概述284
5112池式供熱堆287
5113殼式供熱堆289
512天然核反應堆294
513核能應用大事年表296
第6章核應用技術298
61核應用技術的基礎與手段298
62放射性同位素299
63放射性同位素的生產(chǎn)304
64電離輻射307
65加速器309
66輻射源315
661α輻射源315
662β輻射源316
663γ輻射源316
664中子源316
67核應用技術的基本功能及主要應用領域319
68輻射加工320
681輻射化工322
682離子束加工323
683醫(yī)療用品輻射消毒滅菌324
684食品輻射加工325
685“三廢”輻射治理326
69輻射育種與輻射防治蟲害327
691輻射育種327
692輻射防治蟲害328
693輻射刺激生物生長329
610無損檢測329
611中子活化分析和同位素示蹤333
612核技術診斷與輻射治療336
6121核技術診斷337
6122輻射治療339
613放射性同位素電池343
614世界核應用技術發(fā)展概況345
615中國核應用技術發(fā)展簡史347
616核應用技術發(fā)展展望350
617核應用技術大事年表354
第7章輻射防護與核安全356
71輻射無處不在356
72輻射防護中的基本概念和使用的量357
73輻射危害358
74各種輻射源引起的劑量359
75輻射防護標準和原則362
76輻射的監(jiān)測363
77輻射的防護364
78核安全365
79反應堆不是原子彈366
710核能是安全的能源367
711核事件和放射事件的分級368
712核能發(fā)生的事故很少372
713三哩島核事故、切爾諾貝利核事故和福島核事故384
7131三哩島核電站事故384
7132切爾諾貝利核電站事故386
7133福島第一核電站事故391
714核事故促進先進反應堆的研發(fā)397
715核安全監(jiān)督與審查398
716核安全研究的進展399
717核安全文化400
第8章核能的未來發(fā)展402
81影響未來核能發(fā)展的三個關鍵問題402
82第4代核能系統(tǒng)概念的提出403
83壓水堆的發(fā)展408
831AP600408
832AP1000409
833改進型System 80+409
834歐洲壓水堆410
835國際革新安全型反應堆410
84沸水堆的發(fā)展412
841改進型沸水堆413
842簡化型先進沸水堆414
843改進型簡化沸水堆415
85重水堆的發(fā)展416
86高溫氣冷堆的發(fā)展417
861高溫氣冷堆概述417
862模塊式高溫氣冷堆422
863PBMR高溫氣冷堆424
864汽輪機模塊化氦氣反應堆427
865超高溫反應堆427
87快中子反應堆的發(fā)展428
871快中子反應堆概述428
872氣體冷卻快堆434
873鉛冷卻快堆436
88小型反應堆的研發(fā)436
881小型輕水堆437
882小型高溫氣冷堆438
883小型液態(tài)金屬冷卻快堆438
884小型熔鹽堆439
89高放廢液最終處置的新概念——分離嬗變法439
810TRUEX流程441
811DIAMEX流程442
812DIDPA流程442
813TRPO流程443
814Cyanex301分離錒系鑭系元素流程445
815先進核燃料循環(huán)研究447
816電增殖核燃料的概念449
817核能開始出現(xiàn)復蘇450
818近十年的核電發(fā)展與福島核事故的影響454
8181世界核電近十年的發(fā)展454
8182中國核電近十年的發(fā)展457
8183福島核事故的影響458
第9章核聚變概述462
91核聚變與聚變能462
92核聚變的條件464
93核聚變的首選燃料465
94核聚變的應用466
95受控核聚變反應的等離子體條件467
951“得失相當”條件467
952點火溫度468
953勞遜判據(jù)468
96等離子體的形成和加熱469
97磁約束核聚變470
98慣性約束核聚變471
99常溫核聚變473
910核聚變研究的進展474
911國際熱核聚變實驗堆476
912聚變裂變混合堆478
913中國受控核聚變研究的發(fā)展479
結(jié)束語迎接第二核紀元的到來482
參考文獻484
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