典型的核分裂反应

1. 非游離輻射
2. 游離輻射
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參考資料來源： 教育部安全衛生通識課程教材
參考資料來源： 逢甲大學工程材料試驗室 中山大學輻射防護委員會
核廢料處置
▪ 我國目前高放射性廢料皆為核設施反應器所產生的用過核燃料。 ▪ 用過核燃料一般國際上均採三個階段管理：
(1)廠內燃料池內冷卻貯存(一年以上)
我國核電廠所產生的用過核燃料目前均在廠內燃料池冷卻貯存， 核一、二廠由於原先燃料池設計貯存容量不足，經貯存格架重組 後，亦將於未來幾年內貯滿，在未進行委託再處理及最終處置 前，將採用中期貯存方式
a.一個質子的質量約為一個電子質量的1836倍，所以原 子的質量約為原子核的質量，即中子和質子的質量和。
b.一個中子的質量大約等於一個質子的質量。 c.原子核內的質子數與中子數的和叫做質量數，可判斷原
子質量的大小。 5.原子的大小大約是10-8公分= 10-10公尺=1埃
而1奈米=10-9公尺，故1奈米約為10個氫原子大小
原子序及質量數
原子 內的
相等於
電子 的 數目
故 相等於
原子不帶電荷
質子 的 數目
稱為
不一定 相等
中子 的 數目
的總和
原子序 (atomic number)
質量數 (mass number)
資料來源：ntds.fsjh.ilc.edu.tw/course/自然與生活科技 /.../原子序質量數.ppt
核能概述
資料來源：[1]
道耳吞原子說
（1）一切物質都是由稱為原子的微小粒子所組成 ，這種粒子不能再分割。
（2）相同元素的原子，其原子質量與原子大小均 相同；不同元素的原子，其原子質量與原子 大小均不同。
（3）化合物是由不同種類的原子以固定的比例組 成。
（4）所謂化學反應，是原子間以新的方式重新結 合成另一種物質，在反應的過程中，原子不 會改變它的質量或大小，也不會產生新的原 子或使任何一個原子消失。
同位素
▪ 組成同一元素的原子，若所含中子數目不相同，它們可 稱為同位素。
▪ 在自然界中，差不多每一種元素皆由其同位素以恆定的 比例混和而成。
例：
豐度 質子數 中子數 電子數
O16 99.76 % 8
8
8
O17 0.04 %
8
9
8
O18 0.20 %
8
10
8
週期表
▪ 元素若按其原子序及其原子所含價電子數目排列成行及 列而形成週期表。
核能概述
相較於化石燃料，核能儲存空間甚小，不會排放空氣污染物至大氣中。 如果從二氧化碳排放的觀點來看，核能發電無疑地更具吸引力。另外， 燃料鈾的蘊藏量尚豐且價格合理，也是目前核能發電的優點。 但是，核能發電所排放的大量廢熱可能引起熱污染，造成海洋生態浩劫 。特別是放射性核廢料的儲存及去處，目前已是極為棘手之問題。由於 環保意識的抬頭，曾被認為有效解決能源問題的核能，如今已成為極不 受歡迎的事物。
核能概述
核能應用的理論基礎為愛因斯坦的質能互換公式 核能應用可分為核分裂與核融合兩種 利用核分裂產生能源之技術已相對成熟，但是伴
隨而生的放射性核污染是最大疑慮 利用核融合產生能源可以免除放射性核污染的疑
慮，但在工程要產生核熔合現象並不容易 核能的應用因目的不同，而形成和平(核電)及戰
爭(核武)重要的工具
(2)再處理或中期貯存(40-70年)
國內擬採用混凝土護箱∕水平混凝土模組進行乾式中期貯存，必 須放置至少30-50年才能降低其放射性及產生的熱氣
核分裂
核能發電的理論基礎為愛因斯坦的質能互換公式，而如欲 產生核分裂，其首要條件就是產生連鎖反應。連鎖反應係 以慢中子撞擊鈾235使其產生核分裂而生成鋇 (Ba) 及氪 (Kr)，典型的核分裂反應 ( 反應式有多種可能 ) 如下：
n
235 92
U15462
Ba
91 36
Kr
3n
中子
235 (142 91) 2
▪ 在週期表中 - 橫排的元素稱為同週期元素，它們的原子均有相同的 電子層數。 - 縱行的元素稱為同族元素，它們的原子均有相同的價 電子數。
核分裂
不論是核電或核武的發展，鈾235 (235U) 的收集皆扮 演一重要的角色。鈾同位素中，鈾238 (238U) 在地球 的含量約佔99.3%，而鈾235僅佔0.7%，因而鈾235的提 鍊及濃縮便成為核能應用一項重要的工作。此外，如 欲核能發電，235U的濃度需達3%左右，其餘97% 則是 238U。但如欲發展核武，235U的濃度則需達到90% 以 上方能產生核爆。換言之，一般核電廠並不會發生核 子爆炸的現象。
原子的結構
中性原子
原子核(帶正電) 核外的電子(帶負電 )
質子(帶正電) 中子(不帶電)
原子的結構
中性原子:
1.電子的帶電量=質子的帶電量 2.核外電子數=質子數 3.原子核內的質子數稱為原子序，是用來判斷原子種類的
主要依據。質子數相同為相同原子，不同則為不同原子。 4.整個原子的質量幾乎集中在原子核。
子的平均動能約為2×106 eV 。因此
如欲使中子持續產生連鎖反應，首
要步驟就是降低中子的動能，可藉
快
由調節劑如水或石墨的使用以使中
子的動能減少。
238U
資料來源：[1]
核分裂
核子反應器 沸水式反應爐
壓水式反應爐
資料來源：[1]
核分裂
核燃料循環
資料來源：[1]
認識輻射及輻射安全
輻射可區分為游離輻射和非游離輻射，游離輻射指可以把電子從原 子游離出來的輻射，而這個游離的電子和原子的不穩定性會干擾正 常的生物中的結構或化學反應。
游離輻射又可以區分為微粒和電磁波。微粒型游離輻射包含α粒子 、β粒子、中子、質子，可能有帶電荷，可能沒有。電磁波型的游 離輻射則沒有電荷也沒有質量，就像光一樣傳送，但是波長更短， 能量更高，包含γ射線和X射線，但是我們要明白，所謂具有游離能 力的電磁波是頻率高於1016赫茲，而少於1016赫茲的電磁波就屬於 非游離輻射。至於波長更長、能量較低的電磁波如雷達、微波、紫 外光、可見光等就是屬於非游離輻射。
質量減少
產生連鎖反應所需的最小燃料質量稱為臨界質量，鈾235約為15 kg，而鈽 239則需9 kg。
核分裂
資料來源：[1]
核分裂
當中子的動能為10-2 eV時，235U產生
核 分 裂 反 應的機 率 為 中 子擁有 106
eV動能或238U的千倍以上。而就前述
之連鎖反應而言，核分裂所產生中
慢
235U