高能量的質子、中子、氦原子核等等。栗子小說 m.lizi.tw放射性元素會不斷發生衰變反應，變成另外一種物質並放出輻射，輻射的射線有三種︰a射線氦核、β射線電子束和γ射線高能光子有時核輻射和電磁輻射。這兩種輻射並不是截然分開，核輻射里面的γ射線也是光子能量比較高的電磁波。
原子質量比較大的放射性元素也會發生裂變反應核電站或原子彈放出中子或其他射線；較輕的原子核在一定條件下會發生聚變反應放出中子或者質子射線；而高能宇宙輻射在大氣里面也會產生大量的次級輻射。我們日常生活中不會遇到聚變反應，裂變反應產生的射線一般也只有在核電站里才有，所以比較常見的是放射性元素的衰變射線和宇宙輻射。
放射性元素衰變的三種射線里面，a和β這兩種射線在空氣里面傳播的距離都比較短，不近距離接觸放射性元素對人體是沒有影響的，“防輻射服”和普通的衣物對于人體外部的這兩類射線都有一定的防護效果。但是實際上我們喝的水，呼吸的空氣，里面都含有少量的放射性元素，比如空氣里面有一定的碳14β衰變成氮14、地下水和土壤里含有微量的氡等等。所以實際上，我們體內就有相當量的放射性元素，給我們帶來從內到外的核輻射。更不用提的是穿透性很強γ射線，還有從天而降的高能宇宙輻射在大氣里產生的大量次級輻射。所謂的“防輻射服”並不能防範這些輻射，完全隔絕這些輻射是不可能也是不必要的。人們受到的這部分核輻射一般稱為天然輻射或自然輻射。
某些情況下，在工作場所核電站或者生活中發生過核爆或者核污染的城市會在天然輻射之外接觸到更多的輻射。只要人體受到的輻射量不超過一定的標準，比如說和天然輻射比較小，就可以認為是安全的。比如說，核電站里面的核裂變反應是與外界隔絕開的，並沒有太多的輻射物質泄漏出來，而在核電站內部的工作人員工作時一般會配備輻射劑量表，核電站周圍的輻射也會受到監控，以此來保證工作人員和周圍居民的安全。核電站對周圍核輻射的貢獻比天然輻射小的多，所以對核電站的恐懼是沒有道理的。
核輻射對生物體的傷害是怎麼造成的呢生物體內有大量的各種分子，分子內部的化學鍵一般鍵能為二到十個電子伏。核輻射的各種微觀粒子帶有的能量都比化學鍵的鍵能高，因此有一定的可能性破壞人體內分子的化學鍵，造成分子的性質改變。大部分情況下，細胞內的個別分子被破壞失去生理活性之後，或者整個細胞受損死亡後，會很快被人體分解吸收、重新利用，不會造成重大的傷害。核輻射對生物體的傷害在食品生產中用來常溫殺菌，食品經過高強度的射線照射之後可以保證大部分的細菌被滅殺。治療癌癥的放射療法放療是另外一種應用，通過對癌變的部位進行高強度的輻射處理，使得癌細胞也包括正常細胞大量死亡，達到抑制癌癥的目的。
在極少數情況下，這種傷害可能會造成細胞內染色體上基因的變化，如果恰巧是生殖細胞的基因被改變了，那麼如果能夠產生正常的後代，就有可能獲得一些新的性狀。太空育種、輻射育種就是利用高強度的輻射處理種子，然後從這些受到高強度輻射之後還能夠發芽的種子里面篩選培育，獲得性能比較好的新品種。因為天然輻射而產生的新基因、新品種在生物進化過程中也起到了相當重要的作用，從這個角度來說，維持一個低水平的輻射對于生物種群的進化和發展是有好處的。
當然，這種傷害也有一定可能會導致正常的體細胞基因發生變化，如果這種變化不能修復並且細胞仍然存活，就有可能出現細胞不受控制地復制的情況，就成了癌細胞了。台灣小說網
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下面的列出了一些跟生活相關的輻射數據，表明了2000年天然和人工源所致年均個人有效劑量，不同來源的數據可能在細節上略有差別，不過大體的數量級應該是一致的。數據用來衡量輻射對生物體組織的傷害劑量當量，單位是sv。1sv等于1焦耳每千克，表格里面單位比較小，實際是毫千分之一sv。核電站的工作人員每年受到的輻射是1.12v，核電站周圍的居民受到的輻射一般認為比這小得多。了解這些數據，就很容易理解，對于核電站周圍和乘飛機出行中的輻射沒有必要擔心。
2000年天然和人工源所致年均個人有效劑量︰
天然輻射自然輻射 2.4v；
醫療檢查 0.4v隨醫療保健水平不同在0.041.0之間，2008年數據為0.6v；
大氣核試驗 0.005v高峰值0.15出現在1963年
切爾諾貝利事件 0.002v北半球平均值，1986年高達0.04，事故附近地區比較高
核能利用核電站0.0002v
職業照射 0.6v
由此可見，只要是沒有超常的活動或事故，輻射對人體不會有什麼大的影響的。
說完了核輻射，再來說說電磁輻射。顧名思義，電磁輻射就是電磁波的輻射，振蕩的電場和磁場在空間中以波的形式傳播就形成了電磁波，可見光就是一種電磁波，還有我們日常提到的x光、紫外線、紅外光、微波還有無線電波，這些都是電磁波。電磁波具有波粒二象性，可以看作波，也可以看成一個個的光子，波長越短，光子能量越高。在某些情況下，電磁波可以對生物體造成傷害，人們也經常會對日常生活中的各種跟電有關的設備安全性產生懷疑。那麼，電磁波究竟有可能對人有什麼傷害呢
電磁波對人的傷害，簡單來說有三種︰1跟前文介紹的核輻射一樣，波長很短的gaaγ射線、x光、紫外線甚至短波的可見光這樣光子的能量高于分子化學鍵鍵能2~10電子伏的電磁波，可以破壞蛋白質和dna等分子，造成傷害並有一定的可能誘發癌癥；2一些能被分子吸收的光，比如可見光、紅外光和微波包括微波爐里面的輻射，如果高強度高的話，可以加熱人體造成燒灼傷害；3高強度的無線電波可以在人體內形成感應電流，對神經系統和內髒的正常工作造成影響。
高能光子輻射
核輻射里的gaaγ射線是一種波長很短光子能量很高的電磁波。而包括中子射線、alphaa射線、betaβ射線、gaaγ射線等核輻射，再加上x光，這些可以統稱為電離輻射。因為這些射線都有可能引起物質的電離。這些射線因為單個粒子的能量遠高于分子的化學鍵能，可以破壞分子，造成傷害，引起變異甚至誘發癌癥。小說站
www.xsz.tw比如說，做過軀干的x光檢查之後醫生有時會告誡在下面幾個月的時間內不要懷孕，就是為了避免因為x光的輻射導致嬰兒的畸形。紫外線和波長較短的可見光的光子能量也大于某些分子的鍵能，它們並不能透過人體，但是也可能對皮膚造成類似的傷害。
可見光、紅外和微波輻射︰從陽光到微波爐和手機
對于大部分可見光甚至更低頻的紅外、微波輻射波段，由于光子的能量比分子間化學鍵的能量小，是不可能破壞分子結構的。如果波長合適主要是紅外光，能夠被分子吸收跟分子的振動或者轉動能級恰好匹配，那麼分子會吸收這種電磁波而使得分子運動變得劇烈；而微**段的電磁波能夠驅動某些極性分子分子內部有帶正電和負電的部分做振蕩運動，使得分子之間互相踫撞，也會加劇分子的運動。總之，就是在這一波段的電磁波的作用下將會使得人體溫度升高，有可能造成燒灼的傷害。太陽光匯聚起來可以引火做飯，就是因為可見光的波段能夠被物質吸收產生熱量；微波爐就是利用電磁波驅動水等極性分子振蕩運動以加熱食物。
另外，一切物體都在不斷地向四面八方輻射各種波長的電磁波，這就是“黑體輻射”的物理知識。輻射的不同波長電磁波的能量分布服從普朗克提出的黑體輻射定律。我們日常所見的一切，包括房子、車子、票子、還有每一位帥哥靚女等等，都在不停地以電磁波照射著周圍的一切，也持續受到周圍一切的黑體輻射。按照室溫計算300開爾文，27攝氏度，我們輻射的電磁波強度最大的波長是約十個微米，處于紅外光的範圍里，每平方厘米的皮膚每秒鐘輻射出的電磁波總能量為0.046焦耳。顯而易見，低強度的紅外光輻射對人體是完全無害的。值得注意的是，人的眼楮看不見紅外線，但是會被高強度的紅外線燒傷。
一般的微波爐工作頻率是2.45ghz1g等于十億，無線網絡的無線路由器工作頻率一般是2.4ghz也有5ghz的，3g網絡的頻率在1.72.4ghz之間，而手機的信號頻率在0.80.96ghz之間和1.711.85ghz之間，在這些頻率範圍內，輻射對人體的傷害表現為熱效應。電磁波通過驅動極性分子主要是水做振蕩運動，使得分子之間互相踫撞，加劇所有分子的運動，表現為溫度升高。對于像部分食物或者生物體這樣含水多的物體，這個波段的穿透深度基本上在厘米量級溫菜的時候有時表層熱了，下面還涼著，所以如果你沒有感覺到皮膚發熱或體溫上升，那麼就完全不用擔心這個波段的輻射傷害。總之，在從可見光到微**段的電磁輻射里面，如果沒有聞到烤肉的味道也沒有覺得體溫升高太多的話，就不用擔心電磁輻射的傷害。
盡管說從物理上來說“手機致癌”的說法並沒有道理，但是必須承認，關于手機致癌的討論並沒有定論。世界衛生組織國際癌癥研究所iarc展開的全球迄今最大規模的手機安全研究顯示，使用手機與腦癌之間沒有明顯聯系。
波長更長的無線電波
對于波長更長的無線電波和長波無線電，包括廣播f高壓輸電線和變壓器50hz、和大部分家用電器50hz，要擔心的是感應電流的危害。大家知道，導體在交變的電磁場里面會產生感應電動勢和感應電流，而人體可以看作導體，在電磁場里面也會產生感應電流。雖然說感應電流也有熱效應電磁爐，但是對于正常環境下的人體來說這個熱效應不會造成太大的影響那需要的感應電流太大了。但是，我們的神經系統和內髒器官的正常工作是需要生物電信號交流和控制的，如果感應電流超過一定的強度的話，會有可能干擾神經系統和內髒的工作，使人感覺到不舒服。不過，電流對于人體的影響是需要高于一定的閾值的，低于閾值，人體是不會有感覺的。因此，對于天線、電視塔等強輻射源，只要我們離開他們適當的距離，使得電場磁場低于一定的值，就不用擔心這個問題；對于像高壓輸電線、變壓器還有一般的家用電器這些不是為了輻射電磁波而設計的設備，正常使用情況下的輻射是不會對人體造成危害的，不應該擔心。
第二十四章堆的類型
說了那麼多的核事故，可能會覺得很可怕，事故是可怕，可是核對于人類來說也有它作用更大的一面，人類作為世界上的唯一統治者，要想征服自然，加之資源的有限性，這就又有了與自己的“種族”進行能源之爭奪，選擇核能就成了一種必然。也是由于它產生的能量具大和可觀，因此將其用作武器，就是人們說的核武器，同時它也被大量地和平利用，用得最多的可能就是發電。作為核動力來說的主要應用形式又有兩種，主要是軍用和民用，軍用方面除了核潛艇應用反應堆作為動力外，還有水面艦艇應用的核動力；在民用方面就更廣泛了。應用最廣的當然就是發電，目前全世界有400多座核電站在運行。
世界上大大小小的核反應堆有上千座，根據燃料形式、冷卻劑種類、中子能量分布形式、特殊的設計需要等因素，可分為各種不同的類型，千姿百態，多種多樣。特殊的設計需要的可用于空間探測的空間反應堆或反應堆裝置。
核反應堆又稱為原子能反應堆或反應堆，是裝配了核燃料以實現可控制裂變鏈式反應的裝置。
根據用途，核反應堆可以分為以下幾種類型︰1將中子束用于實驗或利用中子束的核反應堆，包括研究堆、材料實驗等；2生產放射性同位素的核反應堆；3生產核裂變物質的核反應堆，稱為生產堆；4提供取暖、海水淡化、化工等方面所需熱量的核反應堆，稱為多目的堆；5為發電而發生熱量的核反應，稱為發電堆；6用于船舶、飛機、火箭等作為動力的核反應堆，稱為動力堆。
另外，按結構可分為︰均勻堆、半均勻堆、非均勻堆、固體燃料堆、液體燃料堆、游泳池式堆、殼式加壓型反應堆、壓力管式加壓型反應堆等；
按中子能譜可分為︰熱中子堆、快中子堆、中能中子堆和譜移堆；
按燃料類型分為︰天然鈾堆、濃縮鈾堆、釷堆；
按燃料增殖性可分為︰增殖堆和非增殖堆；
按冷卻劑可以分為︰輕水堆、重水堆、氣冷堆、液態金屬冷卻堆等；
按慢化劑可分為︰輕水堆、重水堆、石墨堆等。
核電站應用最普遍的是壓水堆。
核電站中進行可控自持鏈式裂變反應以產生熱能的裝置。裂變反應堆利用可裂變的重元素如鈾235、鈾233和鐶239，在中子的作用下，形成可控自持鏈式裂變反應，釋放能量。
世界上第一座裂變反應堆于1942年12月2日在芝加哥大學達到臨界。那是一座以天然鈾為燃料、石墨為慢化劑的實驗性反應堆。第一座原型生產堆于1943年11月建成並投入運行。1954年6月27日，甦聯建成世界上第一座核電站，采用天然鈾石墨慢化壓力管式水冷反應堆，電功率為5000千瓦。1961年7月，美國建成世界上第一座商用壓水堆核電站，電功率為28.5萬千瓦初期設計值。到80年代，裂變反應堆已成為世界上最重要的替代能源。
裂變反應堆系統的一般組成是︰核燃料元件、控制棒及其驅動機構、慢化劑、冷卻劑以及堆內結構部件構成的堆芯。堆芯連同包容它的反應堆容器稱為反應堆。通常所說的反應堆實際多指反應堆系統或反應堆裝置。反應堆系統還包括主冷卻回路管道、主冷卻泵、蒸發器以及進一步冷卻或利用熱能的二次回路。
核燃料 在反應堆中受中子作用產生核裂變反應並釋放中子和熱量的一種材料。作為燃料“燒掉”的是3種可裂變核素鈾233、鈾235和鐶239中的一種或其混合物。直到80年代，廣泛使用的核燃料是鈾。天然鈾中含鈾235只有0.71，需通過擴散、離心、激光等方法將天然鈾中的鈾235和鈾238分離，提供鈾235含量比天然鈾比例更高的濃縮的鈾燃料。另兩種可裂變核素是在反應堆中人工生產的。核燃料的應用形式有作為固體燃料的純金屬、合金、化合物。對固體燃料來說，為了包容裂變產物和防止核燃料的氧化和腐蝕，采用金屬或石墨包殼將燃料包覆起來。這種燃料稱為芯體。一組用合金包覆的燃料元件形式可為棒狀、片狀和環狀可裝配成組件，元件之間的定位部件稱為定位架。目前運行的壓水堆、沸水堆、重水堆都采用這種燃料組件。用石墨包覆的核燃料顆粒與石墨混合，壓制成球形或稜柱形燃料元件，可用于高溫氣冷堆。鋯與金屬鈾的合金經氫化，形成鈾氫鋯元件，用不銹鋼管包覆，可作為一種特殊試驗堆trca，實際是半均勻堆的燃料元件。
慢化劑 核燃料裂變反應釋放的中子為快中子，而在熱中子或中能中子反應堆中要應用慢化中子維持鏈式反應，慢化劑就是用來將快中子能量減少，使之慢化成為中子或中能中子的物質。選擇慢化劑要考慮許多不同的要求。首先是核特性︰即良好的慢化性能和盡可能低的中子俘獲截面；其次是價格、機械特性和輻照敏感性。有時慢化劑兼作冷卻劑，既使不是，在設計中兩者也是緊密相關的。應用最多的固體慢化劑是石墨，其優點是具有良好的慢化性能和機械加工性能，小的中子俘獲截面和價廉。石墨是迄今發現的可以采用天然鈾為燃料的兩種慢化劑之一；另一種是重水。其他種類慢化劑則必須使用濃縮的核燃料。從核特性看，重水是更好的慢化劑，並且因其是液體，可兼做冷卻劑，主要缺點是價格較貴，系統設計需有嚴格的密封要求。輕水是應用最廣泛的慢化劑，雖然它的慢化性能不如重水，但價格便宜。重水和輕水有共同的缺點，即產生輻照分解，出現氫、氧的積累和復合。
控制棒 在反應堆中起補償和調節中子反應性以及緊急停堆的作用。制作控制棒的材料其熱中子吸收截面大，而散射截面小。好的控制棒材料如鉿、鏑等在吸收中子後產生的新同位素仍具有大的熱中子吸收截面，因而使用壽命很長。核電站常用的控制棒材料有硼鋼、銀銦鎘合金等。其中含硼材料因資源豐富、價格低，應用較廣，但它容易產生輻照脆化和尺寸變化腫脹。銀銦鎘合金熱中子吸收截面大，是輕水堆的主要控制材料。
壓水堆中采用棒束控制，控制材料制成棒狀，每個棒束由24根控制棒組成，均勻分布在17x17的燃料組件間。核電站通過專門驅動機構調節控制棒插入燃料組件的深度，以控制反應堆的反應性，緊急情況下則利用控制棒停堆這時，控制棒材料大量吸收熱中子，使自持鏈式反應無法維持而中止。
冷卻劑 由主循環泵驅動，在一回路中循環，從堆芯帶走熱量並傳給二回路中的工質，使蒸汽發生器產生高溫高壓蒸汽，以驅動汽輪發電機發電。冷卻劑是唯一既在堆芯中工
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