燃料輻照時間

燃料輻照時間是核燃料在核環境下受到粒子轟擊的時間。

基本介紹

• 中文名：燃料輻照時間
• 外文名：Fuel irradiation time

簡介

燃料輻照時間是核燃料在反應堆掃受輻照時，易裂變物質逐漸消耗，逐步形成了消耗中子的裂變產物。鈾的重核同位素逐步形成。這些變化帶來了燃料反應性的變化.另外輻照後的燃料元件發生腫脹、起泡或裂紋.裂變氣體可能釋放出來，導熱性能變壞。所以燃料元件在堆內輻照Z年左右必須卸出，裝人新元件。

輻照原理

輻照指的是能量以波或是次原子粒子移動的型態傳送。輻照之能量從輻照源向外所有方向直線放射。

輻照以電磁波和粒子（如阿爾法粒子、貝塔粒子等）的形式向外放散。無線電波和光波都是電磁波。它們的傳播速度很快，在真空中的傳播速度與光波(3×10^8米/秒)相同。

主要種類

可見光也屬於輻照，一般可依其能量的高低及電離物質的能力分類為電離輻照或非電離輻照。一般普遍將這個名詞用在電離輻照。電離輻照具有足夠的能量可以將原子或分子電離化，非電離輻照則否。輻照活性物質是指可放射出電離輻照之物質。電離輻照主要有三種：α、β及γ輻照（或稱射線）。

電離輻照

擁有足夠高能量的輻照，可以把原子電離。一般而言，電離是指電子被電離輻照從電子殼層中擊出，使原子帶正電。由於細胞由原子組成，電離作用可以引致癌症。一個細胞大約由數萬億個原子組成。電離輻照引致癌症的幾率取決於輻照劑量率及接受輻照生物之感應性。α、β、γ輻照及中子輻照均可以加速至足夠高能量電離原子。

非電離輻照

非電離輻照之能量較電離輻照弱。非電離輻照不會電離物質，而會改變分子或原子之旋轉，振動或價層電子軌態。非電離輻照對生物活組織的影響被研究的時間並不長。不同的非電離輻照可產生不同之生物學作用。

常見輻照

太陽輻照

太陽向宇宙空間發射的電磁波和粒子流。地球所接受到的太陽輻照能量僅為太陽向宇宙空間放射的總輻照能量的二十億分之一，但卻是地球大氣運動的主要能量源泉。到達地球大氣上界的太陽輻照能量稱為天文太陽輻照量。在地球位於日地平均距離處時，地球大氣上界垂直於太陽光線的單位面積在單位時間內所受到的太陽輻照的全譜總能量，稱為太陽常數。太陽常數的常用單位為瓦/米2。因觀測方法和技術不同，得到的太陽常數值不同。世界氣象組織(WMO)1981年公布的太陽常數值是1368瓦/米2。地球大氣上界的太陽輻照光譜的99%以上在波長 0.15～4.0微米之間。大約50%的太陽輻照能量在可見光譜區（波長0.4～0.76微米），7%在紫外光譜區（波長0.76微米），最大能量在波長0.475微米處。由於太陽輻照波長較地面和大氣輻照波長（約3～120微米）小得多，所以通常又稱太陽輻照為短波輻照，稱地面和大氣輻照為長波輻照。太陽活動和日地距離的變化等會引起地球大氣上界太陽輻照能量的變化太陽輻照通過大氣，一部分到達地面，稱為直接太陽輻照；另一部分為大氣的分子、大氣中的微塵、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太陽輻照一部分返回宇宙空間，另一部分到達地面，到達地面的這部分稱為散射太陽輻照。到達地面的散射太陽輻照和直接太陽輻照之和稱為總輻照。太陽輻照通過大氣後，其強度和光譜能量分布都發生變化。到達地面的太陽輻照能量比大氣上界小得多，在太陽光譜上能量分布在紫外光譜區幾乎絕跡，在可見光譜區減少至40%，而在紅外光譜區增至60%。

天文輻照的時空變化特點是：①全年以赤道獲得的輻照最多，極地最少。這種熱量不均勻分布，必然導致地表各緯度的氣溫產生差異，在地球表面出現熱帶、溫帶和寒帶氣候；②天文輻照夏大冬小，它導致夏季溫高冬季溫低。大氣對太陽輻照的削弱作用包括大氣對太陽輻照的吸收、散射和反射。太陽輻照經過整層大氣時，0.29μm以下的紫外線幾乎全部被吸收，在可見光區大氣吸收很少。在紅外區有很強的吸收帶。大氣中吸收太陽輻照的物質主要有氧、臭氧、水汽和液態水，其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和塵埃等。雲層能強烈吸收和散射太陽輻照，同時還強烈吸收地面反射的太陽輻照。雲的平均反射率為0.50～0.55。經過大氣削弱之後到達地面的太陽直接輻照和散射輻照之和稱為太陽總輻照。就全球平均而言，太陽總輻照只占到達大氣上界太陽輻照的45%。總輻照量隨緯度升高而減小，隨高度升高而增大。一天內中午前後最大，夜間為0；一年內夏大冬小。

電磁輻照

電磁波（又稱電磁輻照）是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面，有效的傳遞能量和動量。電磁輻照可以按照頻率分類，從低頻率到高頻率，包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線等等。人眼可接收到的電磁輻照，波長大約在380至780納米之間，稱為可見光。只要是本身溫度大於絕對零度的物體，都可以發射電磁輻照，而世界上並不存在溫度等於或低於絕對零度的物體。因此，人們周邊所有的物體時刻都在進行電磁輻照。儘管如此，只有處於可見光頻域以內的電磁波，才是可以被人們看到的。電磁波不需要依靠介質傳播，各種電磁波在真空中速率固定，速度為光速。

1.常見的電磁輻照源 ：一般來說，雷達系統、電視、手機和廣播發射系統、射頻感應及介質加熱設備、射頻及微波醫療設備、各種電加工設備、通信發射台站、衛星地球通信站、大型電力發電站、輸變電設備、高壓及超高壓輸電線、捷運列車及電氣火車以及大多數家用電器等都是可以產生各種形式、不同頻率、不同強度的電磁輻照源。

2.電磁

輻照場區的劃分：電磁輻照場區一般分為遠區場和近區場。

3.1.近區場及特點：以場源為中心，在一個波長範圍內的區域，通常稱為近區場，也可稱為感應場。近區場通常具有如下特點：近區場內，電場強度與磁場強度的大小沒有確定的比例關係。即：E377H。一般情況下，對於電壓高電流小的場源(如發射天線、饋線等)，電場要比磁場強得多，對於電壓低電流大的場源(如某些感應加熱設備的模具)，磁場要比電場大得多。近區場的電磁場強度比遠區場大得多。從這個角度上說，電磁防護的重點應該在近區場。近區場 的電磁場強度隨距離的變化比較快，在此空間內的不均勻度較大。

3.2遠區場及特點在以場源為中心，半徑為一個波長之外的空間範圍稱為遠區場，也可稱為輻照場。遠區場的主要特點如下：在遠區場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻照傳播，這種場輻照強度的衰減要比感應場慢得多。 在遠區場，電場強度與磁場強度有如下關係：在國際單位制中，E=377H，電場與磁場的運行方向互相垂直，並都垂直於電磁波的傳播方向。遠區場為弱場，其電磁場強度均較小。

3.3近區場與遠區場劃分的意義：通常，對於一個固定的可以產生一定強度的電磁輻照源來說，近區場輻照的電磁場強度較大，所以，我們應該格外注意對電磁輻照近區場的防護。另外，應該有對近區場一個概念，對我們最經常接觸的從短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段範圍，其波長範圍從10米到0.1米。

熱輻照

熱輻照，是一種物體用電磁輻照的形式把熱能向外散發的熱傳方式。它不依賴任何外界條件而進行。它是熱的三種主要傳導方式之一。

任何物體在發出輻照能的同時，也不斷吸收周圍物體發來的輻照能。一物體輻照出的能量與吸收的能量之差，就是它傳遞出去的淨能量。物體的輻照能力（即單位時間內單位表面向外輻照的能量），隨溫度的升高增加很快。

輻照能被物體吸收時發生熱的效應，物體吸收的輻照能不同，所產生的溫度也不同。因此，輻照是能量轉換為熱量的重要方式。輻照傳熱（radiant heat transfer）指依靠電磁波輻照實現熱冷物體間熱量傳遞的過程，是一種非接觸式傳熱，在真空中也能進行。物體發出的電磁波，理論上是在整個波譜範圍內分布，但在工業上所遇到的溫度範圍內，有實際意義的是波長位於0.38～1000μm之間的熱輻照，而且大部分位於紅外線(又稱熱射線)區段中0.76～20μm的範圍內。所謂紅外線加熱，就是利用這一區段的熱輻照。研究熱輻照規律，對於爐內傳熱的合理設計十分重要，對於高溫爐操作工的勞動保護也有積極意義。當某系統需要保溫時，即使此系統的溫度不高，輻照傳熱的影響也不能忽視。如保溫瓶膽鍍銀，就是為了減少由輻照傳熱造成的熱損失。