次錒系元素

次錒系元素是指乏燃料中除鈾和鈽之外的錒系元素，包括鎿、鎇、鋦、錇、鐦、鑀和鐨。比較重要的同位素有鎿-237、鎇-241、鎇-243、鋦-242到鋦-248，以及鐦-249到鐦-252。

而核動力產業主要套用的鈾和鈽則稱為主錒系元素。

基本介紹

• 中文名：次錒系元素
• 外文名：Minor actinide
• 包括：Np,Am和Cm
• 產生：燃料輻照過程
• 領域：化學

簡介

次錒系元素是指乏燃料中除鈾和鈽之外的錒系元素，包括鎿、鎇、鋦、錇、鐦、鑀和鐨。比較重要的同位素有鎿-237、鎇-241、鎇-243、鋦-242到鋦-248，以及鐦-249到鐦-252。而核動力產業主要套用的鈾和鈽則稱為主錒系元素。

在乏燃料儲存中，來自鈽和次錒系元素的放射性和熱量將在三百年到兩萬年間居主導地位。裂變產物中其它核素的半衰期要么短於三百年，要么長於兩萬年。

不同鈽的來源中，核電站乏燃料中所含鈽-241比軍事目的的反應堆中產生的鈽要多得多。鈽-241半衰期為14年，經β衰變轉變為鎇-241。對熱中子而言，鎇-241是不可裂變材料，但是快中子可以引發鎇-241的裂變。鎇-241隻有在吸收兩個熱中子之後才能轉變為可裂變材料。因此，無論對於熱中子反應堆還是核武器，鈽-241和鎇-241的含量越低越好。鎇-241量的多少還可以用來鑑定未知來源的鈽，以及估算該樣品上一次經過化學純化的時間。

鎇通常被用作α輻射源和低能量γ輻射源。它還被用在煙霧報警器中。鈽-239和鈽-240經過中子俘獲後可以轉變為鈽-241，後者經過β衰變變為鎇-241。一般來說，隨著中子能量的增加，裂變反應的反應截面增大，而中子俘獲截面降低。因此若是用金屬氧化物燃料，沸水堆和壓水堆中鎇的產量要多於熱中子堆。

次錒系元素大多是人造元素，有極少量作為衰變產物存在於自然界礦物中。但在核武器試驗里，有少量次錒系元素存在於放射性落下灰中。比如，在美國熱核武器常春藤麥克的實驗場地，曾發現了鎇、鋦、錇、鐦、鑀和鐨等的同位素。

錒系元素

錒系元素以第Ⅲ族副族元素錒為首的一系列元素，是原子序數第89元素錒到第103元素鐒，共15種放射性元素，在周期表中占有一個特殊位置。

錒系元素的名稱是因為3族元素錒，有時也會符號An表示錒系元素。錒系元素絕大部分是f區元素，最高能量的電子是在5f電子層，錒系元素只有鐒是d區元素。鑭系元素中大部分也一様是f區元素，不過相較起來，錒系元素的化合價有較多的變化。

乏核燃料

乏核燃料是經受過輻射照射、使用過的核燃料，通常是由核電站的核反應堆產生。這種燃料無法繼續維持核反應。乏核燃料中仍然包含有大量的放射性元素，因此具有放射性，如果不加以妥善處理，會嚴重影響環境與接觸它們的人的健康。

核動力

核動力（英語：nuclear power，也稱原子能或核能）是利用可控核反應來獲取能量，然後產生動力、熱量和電能。該術語包括核裂變，核衰變和核聚變。產生核電的工廠被稱作核電站，將核能轉化為電能的裝置包括反應堆和汽輪發電機。核能在反應堆中被轉化為熱能，熱能將水變為蒸汽推動汽輪發電機組發電。

利用核反應來獲取能量的原理是：當裂變材料（例如鈾-235）在受人為控制的條件下發生核裂變時，核能就會以熱的形式被釋放出來，這些熱量會被用來驅動蒸汽機。蒸汽機可以直接提供動力，也可以連線發電機來產生電能。世界各國軍隊中的某些潛艇及航空母艦以核能為動力（主要是美國）。

根據國際能源署的資料，2007年全球電力有13.8%由核能提供。截至2014年9月，全世界共有437個核電機組處於運行狀態，總裝機容量為374.5吉瓦，雖然不是所有的核反應堆都正在發電。超過150艘使用核動力推進的艦船已被建造，由超過180個核反應堆提供提供動力。

核動力相關的重大事故包括三哩島核泄漏事故（1979年）、車諾比核事故（1986年）、福島第一核電站事故（2011年）和一些核動力潛艇事故。在各種能源的事故之中，按照每個單位發電的人命損失計算，核電的安全記錄優於其他幾種主要的發電方式。

到2012年，根據國際原子能機構，全世界有15個國家正在建造共有68個民用核電反應堆，其中，中國已有25座核電站正在建造，並且計畫建造更多的。美國有近一半的核反應堆的證書被延長到60年，並且認真考慮建造十幾個新核電站的計畫。德國決定在2022年前關閉所有核電站，而義大利禁止核電站。繼福島之後，國際能源機構估計到2035年要減半新增加的核能發電能力。