[科普中国]-燃料辐照时间

燃料辐照时间是核燃料在核环境下受到粒子轰击的时间。

简介燃料辐照时间是核燃料在反应堆扫受辐照时，易裂变物质逐渐消耗，逐步形成了消耗中子的裂变产物。铀的重核同位素逐步形成。这些变化带来了燃料反应性的变化.另外辐照后的燃料元件发生肿胀、起泡或裂纹.裂变气体可能释放出来，导热性能变坏。所以燃料元件在堆内辐照Z年左右必须卸出，装人新元件。1

辐照原理辐照指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态传送。辐照之能量从辐照源向外所有方向直线放射。

辐照以电磁波和粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等）的形式向外放散。无线电波和光波都是电磁波。它们的传播速度很快，在真空中的传播速度与光波(3×10^8米/秒)相同。

主要种类可见光也属于辐照，一般可依其能量的高低及电离物质的能力分类为电离辐照或非电离辐照。一般普遍将这个名词用在电离辐照。电离辐照具有足够的能量可以将原子或分子电离化，非电离辐照则否。辐照活性物质是指可放射出电离辐照之物质。电离辐照主要有三种：α、β及γ辐照（或称射线）。

电离辐照拥有足够高能量的辐照，可以把原子电离。一般而言，电离是指电子被电离辐照从电子壳层中击出，使原子带正电。由于细胞由原子组成，电离作用可以引致癌症。一个细胞大约由数万亿个原子组成。电离辐照引致癌症的几率取决于辐照剂量率及接受辐照生物之感应性。α、β、γ辐照及中子辐照均可以加速至足够高能量电离原子。

非电离辐照非电离辐照之能量较电离辐照弱。非电离辐照不会电离物质，而会改变分子或原子之旋转，振动或价层电子轨态。非电离辐照对生物活组织的影响被研究的时间并不长。不同的非电离辐照可产生不同之生物学作用。

常见辐照太阳辐照太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。地球所接受到的太阳辐照能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐照能量的二十亿分之一，但却是地球大气运动的主要能量源泉。到达地球大气上界的太阳辐照能量称为天文太阳辐照量。在地球位于日地平均距离处时，地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐照的全谱总能量，称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同，得到的太阳常数值不同。世界气象组织(WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐照光谱的99%以上在波长 0.15～4.0微米之间。大约50%的太阳辐照能量在可见光谱区（波长0.4～0.76微米），7%在紫外光谱区（波长0.76微米），最大能量在波长0.475微米处。由于太阳辐照波长较地面和大气辐照波长（约3～120微米）小得多，所以通常又称太阳辐照为短波辐照，称地面和大气辐照为长波辐照。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐照能量的变化太阳辐照通过大气，一部分到达地面，称为直接太阳辐照；另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐照一部分返回宇宙空间，另一部分到达地面，到达地面的这部分称为散射太阳辐照。到达地面的散射太阳辐照和直接太阳辐照之和称为总辐照。太阳辐照通过大气后，其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐照能量比大气上界小得多，在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹，在可见光谱区减少至40%，而在红外光谱区增至60%。

天文辐照的时空变化特点是：①全年以赤道获得的辐照最多，极地最少。这种热量不均匀分布，必然导致地表各纬度的气温产生差异，在地球表面出现热带、温带和寒带气候；②天文辐照夏大冬小，它导致夏季温高冬季温低。大气对太阳辐照的削弱作用包括大气对太阳辐照的吸收、散射和反射。太阳辐照经过整层大气时，0.29μm以下的紫外线几乎全部被吸收，在可见光区大气吸收很少。在红外区有很强的吸收带。大气中吸收太阳辐照的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水，其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和尘埃等。云层能强烈吸收和散射太阳辐照，同时还强烈吸收地面反射的太阳辐照。云的平均反射率为0.50～0.55。经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐照和散射辐照之和称为太阳总辐照。就全球平均而言，太阳总辐照只占到达大气上界太阳辐照的45%。总辐照量随纬度升高而减小，随高度升高而增大。一天内中午前后最大，夜间为0；一年内夏大冬小。

电磁辐照电磁波（又称电磁辐照）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐照可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐照，波长大约在380至780纳米之间，称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐照，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此，人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐照。尽管如此，只有处于可见光频域以内的电磁波，才是可以被人们看到的。电磁波不需要依靠介质传播，各种电磁波在真空中速率固定，速度为光速。2

1.常见的电磁辐照源 ：一般来说，雷达系统、电视、手机和广播发射系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备、各种电加工设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线、地铁列车及电气火车以及大多数家用电器等都是可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐照源。

2.电磁

辐照场区的划分：电磁辐照场区一般分为远区场和近区场。

3.1.近区场及特点：以场源为中心，在一个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场。近区场通常具有如下特点：近区场内，电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。即：E¹377H。一般情况下，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具)，磁场要比电场大得多。近区场的电磁场强度比远区场大得多。从这个角度上说，电磁防护的重点应该在近区场。近区场 的电磁场强度随距离的变化比较快，在此空间内的不均匀度较大。

3.2远区场及特点在以场源为中心，半径为一个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐照场。远区场的主要特点如下：在远区场中，所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐照传播，这种场辐照强度的衰减要比感应场慢得多。 在远区场，电场强度与磁场强度有如下关系：在国际单位制中，E=377H，电场与磁场的运行方向互相垂直，并都垂直于电磁波的传播方向。远区场为弱场，其电磁场强度均较小。

3.3近区场与远区场划分的意义：通常，对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐照源来说，近区场辐照的电磁场强度较大，所以，我们应该格外注意对电磁辐照近区场的防护。另外，应该有对近区场一个概念，对我们最经常接触的从短波段30MHz到微波段的3000MHz的频段范围，其波长范围从10米到0.1米。

热辐照热辐照，是一种物体用电磁辐照的形式把热能向外散发的热传方式。它不依赖任何外界条件而进行。它是热的三种主要传导方式之一。

任何物体在发出辐照能的同时，也不断吸收周围物体发来的辐照能。一物体辐照出的能量与吸收的能量之差，就是它传递出去的净能量。物体的辐照能力（即单位时间内单位表面向外辐照的能量），随温度的升高增加很快。

辐照能被物体吸收时发生热的效应，物体吸收的辐照能不同，所产生的温度也不同。因此，辐照是能量转换为热量的重要方式。辐照传热（radiant heat transfer）指依靠电磁波辐照实现热冷物体间热量传递的过程，是一种非接触式传热，在真空中也能进行。物体发出的电磁波，理论上是在整个波谱范围内分布，但在工业上所遇到的温度范围内，有实际意义的是波长位于0.38～1000μm之间的热辐照，而且大部分位于红外线(又称热射线)区段中0.76～20μm的范围内。所谓红外线加热，就是利用这一区段的热辐照。研究热辐照规律，对于炉内传热的合理设计十分重要，对于高温炉操作工的劳动保护也有积极意义。当某系统需要保温时，即使此系统的温度不高，辐照传热的影响也不能忽视。如保温瓶胆镀银，就是为了减少由辐照传热造成的热损失。

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学