乏燃料后处理←我在研究什么

请注意,本文编写于 159 天前,最后修改于 129 天前,其中某些信息可能已经过时。

受到一位音乐人推油的启发,突然我也想写一点和自己专业相关的东西。
我对代码一窍不通,是个化学汪,还是化学里非常偏门的“核能放射化学”。
音乐人可以以非常专业的角度给人们推荐音乐和音乐文化,开发人员可以教给大家非常实用的建站方法和优化技巧,我总不好意思跑到人家面前去说,欸,我给你讲讲乏燃料后处理吧!
可是,或许这件事情也未尝不可,毕竟我在做的事情的背景,虽然不是直接摆在每个人的面前,但是也是默默提供支撑和帮助的,很重要的一个部分。如果生活失去了“电”,好像很多事情都做不成。
所以我决定,尝试好好讲出来我在做什么和做这件事情的意义。
接下来的内容没有什么专业的术语,我会努力讲得通俗易懂。
希望化学和核能化学能离大家,更近一点。

“核能”与“核能发电”是什么

高中的时候大概学过,世界上的万事万物其实都是化学元素的不同组合。而用来区分这些化学元素的方式,是构成这个元素的内部的,更小的,名为质子的小颗粒的数量。我们不需要理解质子是什么,只需要知道,它的数量就代表了元素的序号。1号元素是氢,而铀是92号元素,是我们在自然界中能够找到的质子数量最多的元素。
而“核能”,其实是铀元素在炸毛的过程中释放出来的能量。
这个家伙,就好像你们公司常见的那种默默无闻隐忍老板批评的普通白领,可是到了忍无可忍的时候就会炸毛,是真的发生炸裂的那种炸毛。
就像这样”:

对不起放错图了。
其实是这样:

如你所见,用一个名叫中子的小颗粒去撞铀,把它惹毛,于是发生炸裂,裂成其他更小的元素。炸裂的过程中会释放能量,同时也裂出来更多的中子,这些中子再去惹恼旁边的铀,这样子一级一级分裂下去的同时,将产生的巨巨巨巨大的能量,这种能量就被我们拿来烧水。
烧好多好多的水,利用水烧开后的蒸汽推动机械发电装置,产生源源不断的电能供大家使用。
这就是我们所说的炸毛发电,啊不对,是核能发电
那原子弹呢?原子弹也是同样的炸毛原理!只不过在核电站中,会用一些特殊方法将能量产生速率控制在一個较小的速率,而在原子弹中能量以非常快速,不受控制的方式釋放。

乏燃料是什么

乏燃料其实是个专业术语,英文是spent nuclear fuel,直接翻译过来就是“使用过后的核燃料”。也就是,在把所有能量炸完之后,剩下的奄奄一息的躯壳。你可以想象煤炭燃烧尽殆过后那些剩下的渣尘,乏燃料也是类似那样的废柴。

为什么要进行乏燃料后处理

乏燃料可不是随随便便就可以丢掉的东西。乏燃料虽然看起来好像是废物,其实还残留了一些未完全反应的,这些如果能回收和再利用,可以减轻铀矿开采的负担。另外,乏燃料中出现了这次炸裂的副产物——比放射性更高的等等元素。如果我们不对他们进行特殊处理,而是直接像丢煤渣一样的丢掉,这种残留的放射性对环境和人类都将带来一定影响。
在这里我不能说得太狠,不然会吓到大家。
但是,只要是经过处理,当然我国一定会贯彻这个理念,就问题不大!
请相信我们!

所以要怎么处理呢?

我们设计一个装置,把这些放射性很高的家伙塞进去,再塞进去一些中子,它们吃完中子后也会发生裂变,变成更加安全和相对稳定的小元素。此时再把它们封装在罐子里,深深地埋起来,这样就不会产生什么危险啦!可是,如果我们直接把回收完剩余铀的这堆废柴统统塞进去,是很难实现这一过程的。因为除了高放射性元素之外,废柴里还存在一些普通的元素,也是铀炸裂后产生的。它们也会吃中子,如果这些家伙把中子吃完了,就没有办法变成我们想要的样子了。

这可怎么办?

提前把它们分开呀!在塞进吃中子的装置之前,把普通元素高放射性元素分开,让高放射性元素能够在接下来的过程中顺利吃到中子,发生裂变!这就是,我,在整个“核能发电”过程中,在做的小事情。

怎么分开?

你应该玩过娃娃机吧~我们投一个硬币进去,控制操纵杆,让机械手臂去把你想要的那个娃娃抓出来。设计一种特殊的爪子,能够从一堆娃娃里,把我们想要的那个娃娃抓出来,就像这样:

嘛,我就在设计这样子的爪子,我把它叫做小螃蟹。以普通元素高放射性元素的差别为基础,用心地设计小螃蟹应该有的形状和元素组成。我像你们见过动画片里的小魔女一样,用烧瓶啦加热装置啦,把一些奇奇怪怪的东西青蛙和蘑菇什么的混合在一起,合成出想要的小螃蟹。当小螃蟹和这一堆乏燃料废柴接触的时候,它知道自己想要抓住的是什么。当它可以准确地把我们需要的家伙给抓出来的时候,我的研究就是有价值的。

最后

虽然说科研给人的感觉总是很严肃,但是一旦了解了我们在做什么,为什么而做,其实也是可以变得很有趣的。无论是组会上给其他方向的小伙伴解释我的课题,还是去外地开会给其他学者作学术报告,甚至是在研究所的正式的“中期报告”里,我总是爱用这张图:

这个叫做DAPhen的小家伙,就是我在用的小螃蟹(目前DAPhen的化学结构其实是师兄设计的),每当我通过讲解图形语言而不是冗长的文字让大家理解我的研究方向时,这张图通常会让人觉得印象深刻。我希望,总有一天,我也能设计出一个,完全属于我自己的,很容易合成出来而且抓取工作效率超高的小螃蟹。它可以用于核工业,或者能成为通往真正应用道路上的很重要的角色。

希望自己在做有用的事情,能够对这个世界目前的状况有一些推动和改善,这大概也是属于我、属于大多数科研人员的赤子之心吧。

Comments

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已有 12 条评论

为什么要把图换掉,粉毛小阔爱炸毛很好啊
~~话说验证码好难算~~

Aoi Aoi 回复 @BigCoke

啊哈哈哈哈哈~~所以偶尔还是要一些正经的东西~~所以不想算的话可以注册?

qwq我在思想家系列丛书的序言里看到一句“科普比专业的学术论文更难写”,小姐姐辛苦了!超棒der!

Aoi Aoi 回复 @Broca-Phenol

因为学术论文是给同行看的,怎么写他们都看得懂,然后还会指指点点说你写的不够专业awwww。科普希望能描述的更加简单口语化和吸引人注意,所以要考虑的问题更多~ 不过还是写得不够成功啊哈哈。

棒棒哒

虽然看不懂,反正是美少女科学家就对了

Aoi Aoi 回复 @hh

(*´∀`*)理直气壮

好棒耶,更多更多的

Aoi Aoi 回复 @ka

谢谢卡子(*´∀`*)

看不懂

Aoi Aoi 回复 @Yao

我又改简单了!

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