衰變熱

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衰變熱是一個科技名詞。

中華文明是一種獨特的文明，其文字也是非常獨特的。在世界上所有的國家中，只有中國由於其民族文化強大的包容性與同化性而始終沒有間斷過的文化傳承，這使漢字成為世界上較少的沒有間斷過的文字形式。約公元前14世紀殷商後期出現的甲骨文被廣泛認為是漢字的第一種形式，一直發展到今日，有三四千年的歷史。

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名詞解釋

衰變熱是指放射性核素衰變時所產生的熱。只有當放射性同位素持續衰變，越來越多的放射性同位素處於穩定狀態並停止產生電磁輻射能，衰變熱才能徹底停止。

原理

衰變熱是指放射性核素衰變時所產生的熱。其量用放出粒子的能量，單位為eV（電子伏）或MeV（兆電子伏）表示。例如核素鈾-238發射α粒子，產生能量為4.18 MeV，相當於6.697×10-13J。

當所有的控制棒完全插入抑制核反應的時候，核反應被關閉，裂變反應基本上被終止，熱量水平以最快的速度下降，幾乎降低到原有水平的7%。能量水平不是降低到零，因為裂變產生的放射延遲會產生一些熱量。裂變產物除了熱量還有一些電磁輻射，如γ射線、β粒子和α粒子。衰變輻射也能釋放部分熱量，這種熱量被稱為衰變熱。只有當放射性同位素持續衰變，越來越多的放射性同位素處於穩定狀態並停止產生電磁輻射能，衰變熱才能徹底停止。

危害

核電廠反應堆停堆後，功率在初期以很快的速度下降，而後以較慢的速度下降。雖然停堆後繼續釋放的功率只有穩態功率的百分之幾，但這些熱量如果不能及時地從堆芯輸出，就有可能燒毀堆芯。

福島核事故中，核電站失去電力供應，導致冷卻系統失靈，無法控制核燃料的衰變熱，幾小時內氫氣不斷聚集並發生爆炸，反應堆發生部分熔毀，導致放射性物質泄漏，給人類生存的環境及人體健康造成危害。

反應堆停堆後的功率由兩部分構成，一部分是剩餘裂變產生的功率，另一部分是裂變碎片和中子俘獲產物衰變時放出的射線所產生的功率。在停堆幾十秒之後，裂變熱變得很小，衰變熱成為堆芯餘熱的主要貢獻者。

影響因素

衰變熱的大小與核素本身( 如總質量、衰變能量、衰變常數) 、富集度、燃耗、比功率等因素有關。

燃耗對衰變熱的影響燃耗步的劃分在衰變熱包絡計算中至關重要，決定着衰變熱最大值的準確選取。核素衰變常數、衰變類型、積存量等因素均會對衰變熱產生影響，在不同的停堆時間，衰變熱主要貢獻核素是不同的，且各核素隨富集度的變化存在差異，這可能導致停堆後不同時間衰變熱隨富集度的增加呈現出交替增大、減小的趨勢。

衰變熱隨着比功率的增大而增大。在燃耗深度相同的情況下，比功率越小，反應堆等效滿功率運行時間越長，反應堆運行期間核素衰變的時間越長，在停堆以後，核素放出的熱量就越小; 反之，比功率越大，停堆之後核素放出的熱量越大。因此，反應堆停堆後的衰變熱隨着比功率的增大而增大。

在停堆較長時間之後，輻照時間步長對衰變熱的計算無影響。因此，輻照時間步長不是影響衰變熱計算的主要因素。衰變時間步長對某一燃耗下衰變熱輸出結果影響不大，但對於燃耗包絡計算法得到的衰變熱來講，在兩種衰變時間步長情況下，衰變熱差別較大，最大差值為 5.68%。