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全面透視核能
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全面透視核能

作者: 趙嘉崇
出版社: 五南
出版日期: 2022-11-25
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內容簡介

  《全面透視核能》此書包括的議題有:核安、核料、核武、核廠、核廢、核醫、核船、核融合,與近年、未來上太空所用的核能電池與核能火箭。

  針對這許多議題,書中以淺顯易懂的文字,闡述了所有涉及之智識基礎、世界現況與未來展望。釐清這許多議題之相互糾纏關係,更能夠讓讀者一次、全面,也同時了解許多議題。讀者不必具備物理基礎,一些基本核物理與核反應物理,也在書中用說故事的方式來解說所涉及的現象,使讀者很容易了解到:消除核廢的原理、檢查核武的原則,與左右設計新式核電廠的因素。

  這本書完全專注於傳遞正確科學智識與科技訊息,不涉及任何立場,也不推銷任何意向。只主張:不論反核與擁核,都需要有正確的知識,才能成就正確的理念訴求。此書作者另已撰寫英文版,出版書名是:A Complete Perspective of Nuclear Energy。
 


作者介紹

作者簡介

趙嘉崇


  獲有美國麻省理工核能工程博士與德州奧斯丁大學核子物理碩士。

  專長於研發核反應器物理、熱工水利與嚴重事故之大型分析智能工具。分析處理過世界核能電廠多次意外事件與事故,包括蘇聯車諾比核事故與日本福島核災。

  曾代表美國核能學會在1984年創立一國際核能安全會議系列,擔任各國議程主席與大會共同主席多次,致力組織化此系列多年,成就其近四十年之國際盛名。

  曾於位在維也納的國際核能總署任職「核能專家」,督導歐洲諸地核能電廠之運行安全與技術升級;曾任北京清華大學核能院講席教授,擔任講座之主題為「核能電廠嚴重事故分析」;曾任東京理工大學核工系客座教授;也任職位於英國牛津,歷史悠久、享譽國際的學術期刊《核能工程設計》編輯達十七年。

  發表過數十篇核子物理、核能工程學術論文,獲有核能設備專利、商化奬與美國核能學會會長獎。
 


目錄

推薦序(夏祖焯)
自序

第1章 前言
1.0 這本書的目的
1.1 不需要理工背景
1.2 包括了所有核電議題

第2章 核反應器物理基本概念
2.0 簡單的介紹
2.1 核子物理
2.1.1 化學反應與電子
2.1.2 核子反應與中子
2.1.3 中子哪裡來
2.1.4 三度空間的週期表
2.1.5 原子核的模型
2.1.6 核反應的特質
2.1.7 核反應的種類
2.1.8 核反應器物理
2.1.9 核反應器內中的能量分布
2.1.10 中子核子反應
2.1.11 彈性碰撞
2.1.12 非彈性碰撞
2.1.13 完全吸收核反應
2.1.14 核分裂
2.1.15 核分裂物理
2.1.16 原子數守恆
2.1.17 核分裂核子反應有那些
2.1.18 核能哪裡來
2.1.19 核分裂的效率
2.1.20 快中子慢中子
2.1.21 快中子的好處
2.1.22 快中子的壞處
2.1.23 慢中子的作用
2.2 核融合
2.2.1 核融合的核反應
2.2.2 核融合的吸引力
2.2.3 目前面臨的難題
2.2.4 現況
2.2.5 核融合的效率
2.3 核反應器物理
2.3.1 臨界
2.3.2 超臨界
2.3.3 臨界與超臨界的分別
2.3.4 次臨界

第3章 核電廠技術簡介
3.0 核能電廠技術
3.1 快中子與慢中子
3.2 運轉中機組類型
3.2.1 壓水式
3.2.2 沸水式
3.2.3 重水式
3.2.4 高溫氣冷式
3.2.5 石墨緩衝式
3.2.6 液態金屬冷卻式
3.3 下一代新型核電廠機型
3.3.1 熔鹽冷卻式(Molten Salt Reactor)
3.3.2 小型組裝式(Small Modular Reactor)
3.3.3 行波反應爐

第4章 核能安全
4.0 前言
4.1 核安的本質
4.2 事故有二大類型
4.2.1 什麼類型的核能發電廠有本質上不安全的物理特性
4.2.2 輻射超標事件
4.3 風險評估
4.3.1 兩個機組的故事
4.3.2 四個或二個噴射引擎哪個更安全?
4.3.3 賭徒的錯
4.4 品質保證與ISO
4.4.1 獨立審查與適當體制
4.4.2 拼裝車的品質
4.5 安全文化
4.5.1 人為因素
4.5.2 如何檢查安全文化
4.6 下次世紀大核災
4.6.1 前蘇聯核災的原因
4.6.2 下次核災在哪裡?
4.7 如何做到核能安全

第5章 核燃料
5.0 什麼是核燃料?
5.1 核燃料哪裡來?
5.1.1 鈾二三五哪裡來?
5.1.2 鈽二三九哪裡來?
5.1.3 釷二三二與鈾二三三
5.2 核燃料成品
5.2.1 商轉用核燃料棒
5.2.2 研究用核燃料
5.3 核燃料新款式
5.3.1 TRISO有準備商轉之設計
5.3.2 鈽鈾混合燃料(MOX)
5.3.3 抗災性核燃料ATF
5.3.4 低濃度高成分新型燃料(HALEU)
5.3.5 金屬核燃料
5.3.6 惰性基材核燃料(Inert Matrix Fuel)

第6章 核廢料
6.0 前言
6.1 什麼是核廢料?
6.2 核廢料如何產生?
6.2.1 工業用輻射物質
6.2.2 醫療用輻射物質
6.2.3 發電用核燃料
6.2.4 核反應產生核廢料
6.3 核廢料如何分類
6.4 中低階核廢料如何處理
6.5 高階核廢料如何處理
6.5.1 核反應消耗法
6.5.2 地底存置
6.5.3 提煉再生使用
6.6 核廢料與核武的關係
6.7 處理核廢料的一些考量
6.7.1 經濟考量
6.7.2 政治考量

第7章 防範核武擴散
7.0 前言
7.1 國際原子能總署
7.1.1 法定機制
7.1.2 任務
7.1.3 工作
7.1.4 偵查世界各地設施
7.1.5 現場工作
7.1.6 非現場工作
7.1.7 偵測核武原料之技術
7.2 企圖製造核武的國家
7.2.1 利比亞
7.2.2 南非
7.2.3 巴西、阿根廷
7.2.4 哈薩克
7.2.5 臺灣
7.2.6 北韓
7.2.7 伊朗
7.3 減低鈾濃縮度RERTR
7.3.1 背景
7.3.2 原理
7.3.3 任務

第8章 輻射與健康
8.0 輻射的歷史
8.1 革命性新思維
8.2 什麼是輻射劑量
8.3 輻射劑量的測量與認定
8.4 現代輻射規範的根據
8.4.1 二次世界大戰原子彈受害人
8.4.2 實驗室核武原料臨界事件
8.4.3 車諾比核電廠救災人員
8.4.4 目前採用的規範
8.5 質疑現代的規範
8.5.1 美國國家環境保護局的動作
8.5.2 線性無底限模式(Linear Non Threshold Model)
8.6 低劑量輻射的健康效應
8.6.1 臺灣輻射鋼筋事件
8.6.2 新冠病毒的輻射治療
8.6.3 百萬人數據
8.7 待續的工作與未來展望

第9章 核能新技術
9.0 前言
9.1 核融合
9.1.1 物理背景與發電的必要條件
9.1.2 核融合反應爐之研發
9.1.3 核融合電廠的工程設計
9.1.4 其他核融合方式
9.1.5 現況與展望
9.2 美國國家航空暨太空總署(NASA)
9.2.1 已用於火星探測車電源
9.2.2 太空船核能推進器登陸火星
9.3 核能輪船
9.4 海上機動核能電廠
9.5 硼中子補獲法治療腦瘤
9.6 核能製氫

第10章結論
10.0 結論就是精彩的概要
10.1 我們活在電子的世界而看不到中子
10.2 核電是安全的─指的是硬體
10.3 如何保障核電安全─有安全文化嗎?
10.4 核廢料如何處理─沒問題但要有成本會計概念
10.5 核廢與核武有密切關係─帳目須先正名
10.6 何時低劑量輻射可做防疫針?真的?
10.7 核融合電廠與快中子核反應爐有共同特質
10.8 登陸火星怎麼不用核能?
10.9 核能不會因為人們反核而消失或擁核而變得安全