次锕系元素是指
乏燃料中除
铀和
钚之外的
锕系元素,包括
镎、
镅、
锔、
锫、
锎、
锿和
镄。比较重要的
同位素有镎-237、镅-241、镅-243、锔-242到锔-248,以及锎-249到锎-252。
次锕系元素是指
乏燃料中除
铀和
钚之外的
锕系元素,包括
镎、
镅、
锔、
锫、
锎、
锿和
镄。比较重要的
同位素有镎-237、镅-241、镅-243、锔-242到锔-248,以及锎-249到锎-252。而
核动力产业主要应用的
铀和
钚则称为主锕系元素。
不同钚的来源中,
核电站乏燃料中所含钚-241比军事目的的
反应堆中产生的钚要多得多。钚-241半衰期为14年,经
β衰变转变为镅-241。对
热中子而言,镅-241是不
可裂变材料,但是
快中子可以引发镅-241的
裂变。镅-241只有在吸收两个热中子之后才能转变为可裂变材料。因此,无论对于
热中子反应堆还是
核武器,钚-241和镅-241的含量越低越好。镅-241量的多少还可以用来鉴定未知来源的钚,以及估算该样品上一次经过化学纯化的时间。
镅通常被用作α辐射源和低能量
γ辐射源。它还被用在
烟雾报警器中。钚-239和钚-240经过
中子俘获后可以转变为钚-241,后者经过β衰变变为镅-241。一般来说,随着
中子能量的增加,裂变反应的反应截面增大,而
中子俘获截面降低。因此若是用
金属氧化物燃料,
沸水堆和
压水堆中镅的产量要多于
热中子堆。
次锕系元素大多是人造元素,有极少量作为衰变产物存在于自然界矿物中。但在
核武器试验里,有少量次锕系元素存在于
放射性落下灰中。比如,在美国
热核武器常春藤麦克的实验场地,曾发现了镅、锔、锫、锎、锿和镄等的同位素。
锕系元素以第Ⅲ族副族元素锕为首的一系列元素,是原子序数第89元素
锕到第103元素铹,共15种
放射性元素,在周期表中占有一个特殊位置。
锕系元素的名称是因为
3族元素锕,有时也会符号An表示锕系元素。锕系元素绝大部分是
f区元素,最高能量的电子是在5f
电子层,锕系元素只有
铹是
d区元素。
镧系元素中大部分也一様是
f区元素,不过相较起来,锕系元素的
化合价有较多的变化。
乏核燃料是经受过辐射照射、使用过的
核燃料,通常是由
核电站的
核反应堆产生。这种燃料无法继续维持
核反应。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,如果不加以妥善处理,会严重影响环境与接触它们的人的健康。
核动力(英语:nuclear power,也称原子能或核能)是利用可控
核反应来获取
能量,然后产生动力、
热量和
电能。该术语包括
核裂变,
核衰变和
核聚变。产生核电的工厂被称作
核电站,将核能转化为电能的装置包括
反应堆和
汽轮发电机。
核能在反应堆中被转化为
热能,热能将水变为
蒸汽推动
汽轮发电机组发电。
利用核反应来获取能量的原理是:当裂变材料(例如
铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时,核能就会以热的形式被释放出来,这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力,也可以连接
发电机来产生
电能。世界各国军队中的某些
潜艇及
航空母舰以核能为动力(主要是
美国)。
根据
国际能源署的资料,2007年全球电力有13.8%由核能提供。截至2014年9月,全世界共有437个核电机组处于运行状态,总装机容量为374.5吉瓦,虽然不是所有的核反应堆都正在发电。超过150艘使用
核动力推进的舰船已被建造,由超过180个核反应堆提供提供动力。
核动力相关的重大事故包括
三哩岛核泄漏事故(1979年)、
切尔诺贝利核事故(1986年)、
福岛第一核电站事故(2011年)和一些
核动力潜艇事故。在各种能源的事故之中,按照每个单位发电的人命损失计算,核电的安全记录优于其他几种主要的发电方式。
到2012年,根据
国际原子能机构,全世界有15个国家正在建造共有68个民用核电反应堆,其中,
中国已有25座核电站正在建造,并且计划建造更多的。
美国有近一半的核反应堆的证书被延长到60年,并且认真考虑建造十几个新核电站的计划。德国决定在2022年前关闭所有核电站,而意大利禁止核电站。继
福岛之后,
国际能源机构估计到2035年要减半新增加的核能发电能力。