北極星核電網(wǎng)訊:與蠟燭、煤炭、石油等不同，核燃料進(jìn)行核反應(yīng)發(fā)電不會發(fā)生燃燒，也不會“沒掉”或者“消失掉”，核反應(yīng)發(fā)電實(shí)際消耗的是易裂變核素(比如鈾235)，但鈾235消耗之后會產(chǎn)生裂變產(chǎn)物，換言之就是燃料棒里的鈾235會逐漸變成其它元素(這才是真正意義上的“點(diǎn)石成金”)。核燃料棒出堆時(shí)的外觀看起來應(yīng)該和入堆前差不多，體積沒有減少，甚至于連表面裂縫和破損都不應(yīng)該有(燃料芯塊內(nèi)部可能出現(xiàn)裂縫或腫脹，因?yàn)榱炎儺a(chǎn)物中有氣體成分)，但是其中所含的易裂變核素已經(jīng)很少了，無法再用來進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和發(fā)電了。
燃料棒在正常工況下進(jìn)行核反應(yīng)時(shí)最突出的視覺效果(如果允許直接觀察堆芯的話，比如游泳池式反應(yīng)堆)應(yīng)該是切倫科夫輻射：
美國愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)測試堆ATR
美國通用原子公司的TRIGA研究堆
堆芯里的水本身是無色的，但因切倫科夫輻射的原因呈現(xiàn)漂亮的淡藍(lán)色。切倫科夫輻射簡單地說就是核反應(yīng)放出的某些帶電粒子在水中的運(yùn)動速度超過水中的光速(不是真空光速，不違背狹義相對論)時(shí)會放出以短波長為主的電磁波，在可見光范圍內(nèi)就是藍(lán)色光。切倫科夫輻射類似于超音速飛行器的音爆現(xiàn)象。
除此之外，核能發(fā)電應(yīng)該再沒有什么特別的視覺效應(yīng)了，正常工況下連紅熾都不應(yīng)該有。
PS：順便提一下，切倫科夫輻射除了看著漂亮之外，更重要的意義是提供了一種探測中微子的手段。我們知道中微子很難與物質(zhì)發(fā)生相互作用(反應(yīng)截面極小)，由太陽核反應(yīng)產(chǎn)生的中微子可以穿過整個(gè)地球而不與地球物質(zhì)發(fā)生任何作用，每秒鐘會有1000萬億個(gè)來自太陽的中微子穿過我們每個(gè)人的身體而我們卻沒有任何感覺(中微子)。正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，所以中微子極難探測(所謂“粒子探測”就是要讓被測粒子與某種物質(zhì)發(fā)生相互作用，然后根據(jù)作用的結(jié)果反推出粒子的性質(zhì))，目前探測中微子的主要方法就是造個(gè)大水罐裝入大量的高純水，寄希望于來自宇宙空間或反應(yīng)堆的中微子與水中的原子或電子發(fā)生相互作用(雖然相互作用概率不高，但只要水足夠多還是能夠發(fā)生的)產(chǎn)生高能帶電粒子，這些高能帶電粒子在水中運(yùn)動會產(chǎn)生切倫科夫輻射，然后就可以用光電倍增管來接收、放大和轉(zhuǎn)換切倫科夫輻射的光子信號，通過這種方法間接探測中微子。日本東京大學(xué)宇宙射線研究所的超級神岡(Kamioka Observatory)就是一個(gè)大型中微子探測器，深處地下1000米(利用巖層屏蔽其它宇宙射線影響)，包含5萬噸高純度的水和1萬余個(gè)光電倍增管，簡直酷炫到炸裂：
