谈谈贫铀和贫铀弹

 自“贫铀弹”事件在欧洲被披露出来后,引起国际社会的极大关注,整个世界几乎都在评论着贫铀弹的是是非非。那么,一个看来本不起眼的“贫铀弹”为何会掀起如此轩然大波呢?在这里我们来谈谈贫铀和贫铀弹。一、铀铀是一种重金属元素,天然铀中有3种同位素:铀238、铀235和铀234,其中铀235是一种核裂变材料,常用于制造原子弹。根据铀裂变反应式可知,一个铀核裂变就能释放原子能201ＭｅＶ,1ｋｇ铀核能够释放原子能为8.2×10¹³Ｊ,而1ｋｇ无烟煤燃烧时释放化学能为3.35×10⁷Ｊ。     

贫铀弹的危害

据《科技日报》顾钢报道,最近,关于北约部队在科索沃和波黑战争中大量使用贫铀弹,导致多名北约部队士兵患白血病死亡的消息在西方媒体炒得纷纷扬扬。意大利、比利时、葡萄牙政府已正式要求北约就所谓“巴尔干综合症”进行调查并做出解释;德国、法国和西班牙等国首脑也发表讲话,谴责北约部队在战争中使用贫铀弹。 贫铀弹是在弹头芯体材料中使用重金属铀,它是核工业燃料铀２３５的蜕化物,贫铀弹具有很高的密度和质量,是普通钢铁弹头的３倍,在高速射击中可以击穿坦克装甲板,是对付坦克的有效武器。贫铀弹爆炸后产生弱放射性材料铀２…     

贫铀弹的作用机理及其危害与防护

通过对贫铀弹的作用机理、研制、生产和使用情况及其危害的介绍,分析了其防护的重点和与之对应的防护方法,对贫铀弹的研究提出建议．     

基于贫铀合金药型罩的聚能弹破甲后效实验研究

为研究贫铀合金应用于聚能药型罩的破甲后效特性,基于贫铀-铌合金药型罩,开展了聚能弹破甲后效实验。实验结果表明,贫铀合金药型罩形成的射流在穿透钢棒后,能形成一个高温、高速且具有一定发散能力的燃烧颗粒束,具有较强的纵火能力。贫铀合金药型罩形成的射流在穿透密闭装甲目标后,目标内部压力无明显变化,正对射流方向位置在0.2s内产生了约15℃的温升,最终靶箱整体温度升高2.5℃。     

贫铀弹的杀伤作用机理及其危害－物理学与军事科技之一

近一段时间,"巴尔干综合证"在欧洲闹得沸沸扬扬,死亡威胁着参战士兵,引起欧洲一片恐慌.据统计,当年参加北约行动的士兵中,有8名意大利士兵、5名比利时士兵、2名荷兰士兵、2名西班牙士兵、1名葡萄牙士兵和1名捷克士兵结束了在波黑和科索沃服役后已经死于癌症.一些医学专家认为,罪魁祸首就是以美国为首的北约空军使用的贫铀弹.据北约后来承认,北约部队在空袭南联盟时投掷了3.1万枚贫铀弹.这些贫铀弹不仅给巴尔干半岛带来了灾难,甚至给整个欧洲都带来了长期的隐患.     

贫铀合金药型罩聚能破甲性能实验研究

为分析贫铀合金药型罩的破甲性能,以某种结构的紫铜药型罩为比较对象,采取数值仿真的方法设计了贫铀合金药型罩结构,并分别以紫铜和铀铌合金为药型罩材料开展了静爆破甲效应实验,对比了两种材料药型罩形成的射流对45钢棒的侵彻能力。研究结果表明,在主药柱质量相当的情况下,贫铀合金药型罩形成的射流最高侵深较紫铜材料的平均侵深提高约33.4%。     

次临界能源堆物理设计进展

聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序 MCORGS 计算了混合能源的燃耗,给出了中子有效增殖因数、能量放大倍数和氚增殖比等物理量随时间的变化。通过分析能谱和重要核素随燃耗时间的变化,说明混合能源堆与核燃料增殖、核废料嬗变混合堆的不同特点。论述了混合堆的热工设计并进行了安全分析。对于燃耗数值模拟程序,通过多家对算,保证其计算结果的可信性。针对次临界能源堆的特点,利用贫铀球壳建立了贫铀聚乙烯装置和贫铀LiH装置,并且专门设计加工了天然铀装置,开展铀裂变率、造钚率、产氚率等中子学积分实验,验证了数值模拟的可靠性。     

贫铀药型罩材料中微量杂质对聚能射流性能的影响

 通过对贫铀药型罩的静破甲实验，研究了材料中微量元素对射流性能的影响。实验结果表明，贫铀中的碳含量对射流性能起着非常重要的作用，随着碳含量的增加，静破甲威力下降十分显著。最后讨论了有害微量杂质对射流造成影响的原因，指出有害杂质可以以点缺陷形式或向晶界偏聚的形式存在于材料中，它们对材料的滑移变形均起到阻碍作用，其结果造成材料延展性能下降。     

一维贫铀/聚乙烯交替系统中D-T中子诱发的~(232)Th(n,γ)反应率的测定与分析

开展了钍样品装置内钍核参数的积分中子学基础研究.参考混合堆概念设计搭建了内部放置了钍样品的一维贫铀/聚乙烯交替系统装置,采用加速器D-T中子源模拟聚变堆芯,利用前期开发的离线伽马测量方法测定了不同位置、不同中子谱情况下的232Th(n,γ)反应率,不确定度约为5%.结果显示,聚乙烯对14.1 MeV中子的慢化作用可有效提升钍俘获率,且贫铀对钍俘获率也有显著提升作用.实验结果与主流核数据库计算结果的对比显示,ENDF/B-VI.6和JENDL-3.3数据库的计算值比实验值平均约大6%,而较新的ENDF/B-VII.0数据库的计算值比实验值平均约大4%.因此,相比于之前数据库的钍核数据,ENDF/B-VII.0的计算值与实验结果匹配得较好,可作为相关概念设计的推荐核数据库.     

电磁炮的原理与技术发展

随着材料科学的发展,复合装甲、高强度陶瓷装甲、贫铀装甲的使用,以及爆炸反应装甲的出现,大大提高了装甲的抗毁能力,对破甲技术提出更高的要求。为此,人们在相继研制出一系列新型破、穿甲战斗部的同时,也注意开发研究某些新概念超高速动能穿甲武器,电磁炮就是其中一种。一、电磁炮的基本原理电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力)作用的基本原理来加速弹丸的。根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。图1导轨炮工作原理导轨炮导轨炮的工作原理如图1所示。主要由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电…     

不同燃料循环方案的可持续性与经济性分析

基于核燃料循环政策技术的成熟度,选取了一次通过循环方案(OTC)、单次复用循环方案(TTC)、快堆闭式循环方案(FRC)及混合堆闭式循环方案(HRC)四种典型的核燃料循环方案进行分析。采用平衡物质流模型对不同燃料循环方案的可持续性进行研究,基于平准化电力成本计算方法对不同方案的燃料成本和乏燃料处置成本进行分析。研究结果表明：闭式燃料循环可极大减少核废料产生; 燃料可自持的FRC方案及HRC方案可使用贫铀做燃料而不消耗天然铀; 仅考虑燃料成本和乏燃料处置成本时,HRC方案的经济性最高而TTC方案的经济性最差。     

贫铀球壳中D-T中子诱发的铀反应率的测量与分析

为校验次临界能源堆的概念设计,在R19.4/30.0 cm的贫铀球壳装置上采用活化法开展14 MeV中子学积分实验.布放6片贫铀活化片于球壳中与入射D离子束90°方向上的不同位置处活化,用HPGe探测器测量238U(n,γ)反应、238U(n,f)及235U(n,f)反应和238U(n,2n)各反应产物发射的特征γ射线,得到了相应的反应率.238U(n,γ)反应率的不确定度为3.6％-3.7％,238U(n,D和235U(n,f)反应率的不确定度为5.1％-5.9％,238U(n,2n)反应率的不确定为4.3％-4.7％.用MCNP5程序在ENDF66c数据库下进行模拟计算,238U(n,γ)反应率的计算值/实验值(C/E)为0.972-1.034,238U(n,f)和235U(n,f)反应率的C/E为0.983-1.058,238U(n,2n)反应率的C/E为0.979-1.019.     

磁控溅射沉积铝/贫铀与金/贫铀镀层的界面研究

采用磁控溅射技术沉积制铝/贫铀/铝(Al/DU/Al)、金/贫铀/金(Au/DU/Au) "三明治" 薄膜样品. 利用高分辨扫描电镜、 X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、 扫描俄歇微探针对Al/DU/Al, Au/DU/Au样品的Al/DU, Au/DU界面行为进行表征与研究. 结果表明: 沉积态DU层以柱状晶生长; Al/DU界面扩散明显, 物理扩散过程中伴随着Al, DU化学反应形成Al₂U, Al₃U金属化合物; 金属化合物的形成导致界面处Al 2p电子结合能向高能端移动, U 4f电子向低能端移动; 微量O在Al/DU界面处以Al₂O₃及铀氧化物形式存在; DU镀层中以铀氧化形式存在; 沉积态的Au/DU界面扩散为简单的物理扩散, 团簇效应导致Au/DU界面处Al 2p, U 4f电子结合能均向高能端移动; 在Au/DU界面及DU镀层中, 微量O以铀氧化物形式存在; Al/DU界面扩散强于Au/DU; 相同厚度的Al, Au保护镀层, Al镀层保护效果优于Au镀层. 关键词： Al/DU界面 Au/DU界面 磁控溅射 界面扩散     

世界上最大粒子加速器探秘

要认识肉眼看不到的粒子,我们首先想到的办法是什么?是显微镜,电子显微镜或是原子力显微镜。没错,要看清肉眼看不到的粒子,就得靠显微镜。但是,要认识它们的性质,就得修建庞大的仪器,粒子加速器就是这样一种大型仪器。世界上最大的粒子加速器名叫大型强子对撞机(LHC),重5万吨、长27千米、造价高达25亿美元,将于2008年春天投入使用。图1欧洲核子研究中心示意图为何要建粒子加速器在瑞士和法国交界处有一个举世瞩目的研究机构,它就是欧洲核子研究中心,其主要研究目标是搞清楚究竟是什么东西构成了世界上的物质。而大型强子对撞机就位于这个…     

离线测量钍快中子裂变反应率方法

钍快中子裂变反应率是钍铀燃料循环中的重要数据.为了测量基于聚变-裂变混合能源堆包层概念设计的钍样品在宏观中子学装置中的钍快中子裂变数据,发展了钍快中子裂变率的离线活化γ测量方法.通过测量232Th裂变碎片85mKr的β衰变产物85Rb发射的151.16 keV特征γ射线,并结合钍裂变产额数据,获得了钍样品装置中232Th裂变反应率的分布.详细介绍了此方法的原理和影响因素,并利用14 MeV的D-T中子源在贫铀球壳中开展了校验实验,实验不确定度为5.3%—5.5%.采用MCNP5程序和ENDF/B-VI及ENDF/B-VII数据库模拟计算的结果与实验结果在实验不确定度内基本符合,这证明该方法能够有效地模拟装置中232Th裂变反应率.     

加速器驱动的核电站——干净现实的核能源

由一台１６００ＭｅＶ的强流质子加速器来辅助驱动一座熔盐核反应堆，从而组建一座新型的核电站，这座电站中裂变核燃料“燃烧”完全，没有长寿命的重钢系与裂片的核废料输出，并可以直接用天然存在的大量钍和贫铀元素作为核燃料来使用，核电站将２０％电能供给加速器运转，８０％电能并入电网，同时电站还可输出十分稀有的稳定同位素和短寿命攻髟的同位素，作为副产品供应市场。     

贫化铀/聚乙烯球壳交替系统中铀-238中子俘获率的测量与分析

为校验次临界能源堆的概念设计,建立了贫化铀/聚乙烯球壳交替系统, 采用活化法测量²³⁸U的中子俘获率. 贫化铀片置于系统内与入射D离子束成90^o的方向上活化 ,用HPGe探测器测量²³⁸U俘获中子衰变产生的²³⁹Np 衰变产生的277.6 keV特征γ射线计数,实验修正了贫铀片对277.6 keV γ射线的自吸收, 得到了交替系统中²³⁸U (n, γ)反应率的径向分布,反应率的相对不确定度为3.5%-3.7%, 并计算得到系统上整个贫铀区中²³⁸U的总中子俘获率为2.24 ± 0.09. 用MCNP5程序在常用ENDF库下进行了模拟计算, ²³⁸U (n, γ)反应率分布计算与实验一般在5%以内符合, 总俘获率在1%以内符合.     

金属物理的实验技术

什么叫做金属物理学?它的研究对象是些什么? 金属物理学是近代物理学中的一个重要方面,它的研究对象是金属和合金的各种物理性质,包括金属和合金的晶体结构,弹性及范性形变,相转变,扩散,沉淀,脱溶,回复及再结晶等现象,还有其它物理性质如金属及合金     

小型压力机——用于各种材料的研究

小型等静压设备平板电加热压力机圆型电加热模具　　平板电加热压力机和圆型、平板型电加热模具是生产研究各类材料的小型设备 .该机体积小、重量轻、吨位大、价格低 ,配上不同尺寸、不同形状的电加热模具可以压制各种材料 ,加热温度 0— 2 5 0℃ .卸下加热装置 ,配上适当的冷压模具 ,可以将各种粉末材料冷压成各种工件 .新近推出 1 5 0吨、1 0 0吨、60吨、40吨、3 0吨、2 4吨、2 0吨、1 5吨、1 0吨等型号的小型电动、手动各种尺寸电加热压力机、小型电动 (手动 )普通压力机 ,小型等静压设备 .研究、分析、制造工作从现在起轻轻松松 !小型压…     

第三代稀土永磁材料——钕、铁、硼

 永久磁体是一种不需要消耗电能就能够持续地提供磁场的物体.永久磁体是由永磁材料(又称硬磁材料或恒磁材料)做成的.人类生产和利用永磁材料已有几十年的历史.随着科学技术的不断发展,工业生产对永磁材料的需求量迅速地增长,现在永磁材料已成为机电工业的基础材料之一.据不完全统计,全世界永磁材料的总年产量,1964年为1.5万吨,1974年为5.8万吨,1984年为17.5万吨,估计1994年将达到30万吨.