裂变反应堆

　　裂变反应堆（汉语拼音：liè biàn fǎn yìng duī），（fission reactor），实现可控裂变链式反应的装置。又称核反应堆，简称反应堆、堆。1942年E.费米领导的科学小组建成世界上第一座人工的裂变反应堆，首次实现了可控核裂变链式反应。开始阶段反应堆主要服务于军事目的，50年代中期以后世界上大量建造用于各种研究工作的反应堆，并开始建立用于发电的核电站。

　　反应堆主要由以下几部分组成：①核燃料。又称裂变材料。一般是浓缩铀，即提高了²³⁵U成分的铀，也可以用天然铀，制成棒状，排列在堆芯，体积超过临界体积。②减速剂。由于热中子对²³⁵U的裂变截面较大，而裂变放出快中子，需要用减速剂将中子慢化，常用的减速剂是石墨或重水，快中子与它们作弹性碰撞，可很快减速成热中子。③控制棒。插入堆芯能大量吸收中子，可使反应减慢或停止；反之，提出堆芯，反应则可加速进行。常用的控制棒是镉棒或硼钢棒，镉或硼对慢中子有很大的俘获截面。④冷却剂。循环流过堆芯，从堆芯取出反应所产生的大量热能，再通过二级热交换器将热能传送到堆外供发电或作其他能源用，常用的冷却剂有加压的水或重水、氦或二氧化碳，或液态金属钠，它们具有较高的导热性能。⑤反射层。一般情况下，堆芯周围设有反射层，把外逸的中子反射回堆芯，以减少中子的损失。反射层外是堆的壳体，壳体外面是防止射线伤害人体的混凝土保护墙；反应堆内还设有其他控制系统，以保证安全和调整功率。

　　反应堆有多种用途，可提供大量的核能，用于动力发电或推动核潜艇等；可获得各种能量的中子流，进行核物理或其他方面的实验研究；可生产多种放射性核素；还可用来生产²³⁹Pu、²³³U等核燃料，将自然界相对含量较多的²³⁸U和²³²Th放在反应堆中用中子照射，生成复合核²³⁹U和²³³Th，然后经过两次β^-衰变得到很好的裂变材料²³⁹Pu和²³³U，等等。