原子反应堆是怎么回事？ [复制链接]

第2版()
专栏：

原子反应堆是怎么回事？
王虹
我国的第一座原子反应堆已经正式运转了，它标志着我国已经开始跨进了原子能的时代。
原子反应堆是什么呢？简单地说来，就是控制原子核裂变链锁反应而产能量的一种装置。
原子核主要是由两种粒子所组成的，一种是带阳电的质子，另一种是不带电的中子，这两种粒子的总名又都叫核子。凡是带电体都有一个共同的性质，那就是同性相斥、异性相吸。既然质子都带阳电，因此相互之间就有一种排斥力；同时，任何物质之间又都有一股吸引力，那就是万有引力，因此核子之间又存在着互相吸引的力。质子互相排斥的力叫做静电力；核子互相吸引的力叫做核力，在一个原子核中本身就具备这两种力，它是一个矛盾的统一体。
两种粒子所以能组成原子核，主要是靠核力的作用把它们吸引在一起。在轻的原子核里面，因为质子少，静电的排斥力比较小；但是在重的原子核里面，质子多，静电的排斥力就很大。假如我们能够把一个重的原子核分成两部分，那么在分裂时，静电的排斥力就会把两部推开，产生很大的速度，同时得到很大的能量，这个能量就是原子能。假如我们把二个轻的原子核合并成为一个较重的原子核，当它们靠得很近的时候，核力就会把它们互相吸引起来，使两边的速度增加，也能得到很大的能量，这个能量也是原子能。所以，使重原子核分裂，或者使轻原子核合并，都可以得到原子能。
当然，只有少数几个原子核分裂，或者只有少数几个原子核合并，所产生的能量是不大的。假如在同一个时间，有很多很多个原子核分裂或者合并，那产生的能量就会很大很大。有极少数几种重原子核，由于它们内部的静电排斥力很大，表现得极不稳定，如果设法另外打进一个中子到它们的核里去，这个中子就会受到它的核力而产生很高的速度，发生很大的能量，使这个原子核内部振动起来。这时，核内的静电排斥力就得到了机会，把原子核分裂成两个部分而放出了原子能。同时它在裂变的过程中间，还能够另外放出几个中子，这几个中子又可以射入另外的原子核中去，使它们产生同样的裂变。这些原子核裂变后又放出数量更多的中子，这些中子再射入更多的原子核里去，产生更多的裂变。这样，一变二，二变四，有增无已的裂变反应，就叫做链锁反应。链锁反应的不断发生，就能产生大得难以想象的能量来。
有一种名叫铀235的金属原子核，就有产生链锁反应的性质。在原子反应堆中，就是用它来产生原子能的。
但是，铀235是很难提取的，在原子反应堆中用的只是纯铀，而纯铀中只有0.7％的铀235，其余99.3％几乎都是铀238。铀235裂变时放出的中子，很容易被铀238吸收，而铀238吸收了中子之后，它是不分裂的，只会慢慢地变成别的元素，这样，裂变的反应就会中止。若要使裂变不断发生，链锁反应不会中止，就得想办法不让铀238吸收过多的中子。唯一的办法就是把铀235裂变时放出的中子的速度减低，变成能量小的热中子。热中子特别容易被铀235吸收而发生裂变，却不容易被铀238吸收。
使中子的速度减低的办法，就是让它和轻的原子核相碰撞。在轻的原子核中，能使中子减速，而它本身又不吸收中子的，常用的是石墨和重水。石墨和重水又都叫作中子减速剂。
我国的这座原子反应堆所以叫做重水型的，就是在它里面用的减速剂是重水。