核反應的案例
普通人只知道輻射，你卻知道在核反應堆旁邊不用穿防護服
普通人一輩子也見不到的核反應堆，原來可以由學生黨控制，而且在邊上不需要穿防護服。這是怎么回事？一起來一探究竟吧。
在進入 MIT 的核反應堆之前，要先佩戴一個放射量測定器。接著，接待的小 姐姐，同時也是反應堆監督員的 Sarah 出現了。
在進入之前，先把表示自己名字的燈打開，這樣大家都知道 Sarah 進入了實驗室。
Sarah 介紹說，反應堆實際上被拆分得很細。如果有什么零部件壞了或者需要更換，只需要單獨預定就可以了。下面這個地方就相當于是商場的商品展示柜一樣，需要更換的零件可以在里面挑選預定。
她說，從研究生一年級開始，她就開始在反應堆工作了。當時她是兼職的核反應堆操作員，畢業后就正式入職了。
核反應堆安全殼（containment building）是氣密的，空氣不能自由進出，當然這扇門也包括在內。
核反應堆安全殼內的氣體都會經過預先設置的檢測和過濾裝置才能從大樓里出去，這能夠保證沒有放射性物質會被釋放到大樓外的地方。
MIT 的這個核反應堆并不是用來發電的，而是做研究用的，會制造大量的中子，它的功率是美國大學里的第二大。
在大樓里有各種各樣的空氣質量監測儀，放射性監測儀，它們可以實時通告大樓里的輻射量。人類的身體不能感知輻射劑量，所以需要儀器幫忙。
比如這個儀器里的0.1就表示0.1毫雷姆/小時。在波士頓城里一天接受到的輻射劑量為1毫雷姆，輻射來源是宇宙射線以及大地里的花崗巖。所以，在核反應堆安全殼里呆10小時相當于在波士頓城里呆一天。
這個房間的距離和反應堆只有4米，但是輻射劑量卻和大街上一樣。
這多虧了防輻射混凝土。
展開 流體力學分析軟件VirtualFlow，實現核反應堆熱工水力高效仿真
3 月 13 日，由中國核學會核反應堆熱工流體力學分會主辦，中核核反應堆熱工水力技術重點實驗室、上海積鼎信息科技有限公司、先進核能技術全國重點實驗室承辦的 “核反應堆熱工水力仿真技術前沿探索與實踐” 線上直播活動圓滿舉辦。本次活動聚焦核反應堆仿真領域的最新進展與挑戰，吸引了近300位行業專家及在校學生的關注。
中國核動力研究設計院反應堆工程研究所副所長、中國核學會核反應堆熱供流體力學分會的理事長 黃彥平 在致辭中指出，核能技術的迭代對流體仿真提出了更高要求，亟需在精度提升、計算效率優化及模型驗證等方面取得突破。國產流體仿真軟件的自主研發是打破技術壟斷的關鍵。黃總呼吁產學研各方需強化合作，通過資源共享與協同創新，共同攻克行業難題。
作為本次活動的承辦單位之一，積鼎科技研發中心總監符凱的報告《國產流體仿真軟件在核反應堆仿真中的應用》受到關注。積鼎科技深耕 CFD 領域多年，自主開發了通用流體仿真軟件 VirtualFlow在核反應堆仿真中展現出顯著優勢。
積鼎科技的仿真軟件可應用于核領域的多種堆型，包括壓水堆、鉛鉍/鈉冷快堆、熔鹽堆等。在壓水堆中，軟件可模擬安注水過程、氫氣復合及燃燒、抑壓水池工作過程等；在鉛鉍/鈉冷快堆中，可進行金屬液體熱工水力計算、事故工況下自然對流計算等；在熔鹽堆中，實現了堆芯流量分配計算、熔鹽泄露凝固計算等關鍵場景的仿真。
技術優勢：
全代碼自主可控：該軟件安全可靠可控，經第三方評測顯示代碼自主率超過 95%。
全方位仿真能力：支持多相流、湍流、相變、傳熱等復雜物理模型，能夠精確模擬核反應堆中的流動傳熱傳質、多相流相變、可壓縮流體、多組分等問題。
應用場景覆蓋廣：軟件經過市場長期驗證，已積累的測試案例庫>1000個。
展開 積鼎科技：國產自主核反應堆流體仿真解決方案
在核工業這一關鍵領域，流體仿真技術對于確保核反應堆的安全、高效運行至關重要。上海積鼎信息科技有限公司（以下簡稱“積鼎科技”）憑借其自主研發的CFD仿真軟件VirtualFlow和專業的技術團隊，為核反應堆流體仿真提供了全面的CFD解決方案，涵蓋了流動傳熱傳質、多相流相變和可壓縮流體三個關鍵方面，，為我國核工業的自主化發展提供了強大的軟件工具。
流動傳熱傳質解決方案
積鼎科技的流動傳熱傳質解決方案專注于模擬核反應堆中的復雜流動和傳熱現象。其自主研發的通用流體仿真軟件VirtualFlow具備行業領先的網格建模與求解技術，能夠精確模擬管道熱分層、棒束通道流動傳熱等關鍵問題。
通過精確豐富的湍流模型，從RANS、VLES到LES，VirtualFlow能夠滿足不同湍流尺度的模擬需求，確保瑞流傳熱的求解精度。此外，VirtualFlow還提供了全面的湍流熱通量模型和濃度模型，可以用來模擬傳質現象，為核反應堆的設計和優化提供重要的參考依據。
多相流相變解決方案
在多相流相變方面，積鼎科技的解決方案同樣表現出色。VirtualFlow提供了多種多相流模型，包括VOF、LevelSet方法用于界面流問題，基于歐拉-歐拉體系的均相模型用于混合流問題，以及歐拉-拉格朗日模型用于離散相流體問題。這些模型能夠精確模擬沸騰、冷凝、液面晃動等多相流現象，為反應堆的熱工設計、安全分析和性能優化提供支持。
例如，在壁面沸騰的模擬中，VirtualFlow采用N相均相模型和RPI模型，能夠準確預測出口氣含率，與實驗值吻合良好，相比其他軟件在精度上有較大提升。
可壓縮流體解決方案
針對可壓縮流體問題，積鼎科技的解決方案能夠有效模擬核反應堆中的空化、水錘等現象。
展開 利用3D打印和人工智能改進核反應堆技術
更快、更便宜
根據3D科學谷的了解，ORNL 正在領導轉型挑戰反應堆 (TCR)，并得到美國能源部 (DoE) 計劃的支持，以探索在美國更快、更便宜的核能分配，以降低制造成本和交貨時間并改進安全。作為該計劃的一部分，ORNL 正在使用直接能量沉積 (DED) 3D 打印等技術建造核反應堆堆芯。2020 年，普渡大學在收到美國能源部 80萬美元的資助后，成為 TCR 計劃的主要貢獻者。因此，普渡大學正在開發一種人工智能 (AI) 模型，以確保反應堆堆芯 3D 打印組件的核級質量。
TCR 計劃還見證了 ORNL 開發了自己的新型 3D 打印技術，專門用于生產核反應堆部件。該工藝結合了粘結劑噴射和陶瓷生產工藝，以更有效地制造復雜形狀的組件。該方法還可以打印高溫合金和難熔金屬，這些合金和難熔金屬由于耐高溫和耐降解，對核反應堆部件的安全運行至關重要。
自啟動 TCR 計劃以來，ORNL 的 3D 打印核反應堆組件已安裝在阿拉巴馬州田納西河谷管理局 (TVA) 的布朗斯費里核電站。與核燃料供應商法馬通合作開發的四個 3D 打印燃料組件支架目前在工廠處于常規運行條件下。
發揮結構一體化優勢
不僅僅是橡樹嶺國家實驗室，根據3D科學谷的市場觀察，西屋電氣充分發揮了3D打印實現結構一體化的優勢，開發了3D打印的核動力燃料組件隔離柵。
反應堆堆芯由大量細長的燃料組件組成，每個燃料組件包括多個包含易裂變材料的燃料棒，其反應以產生熱量。每個燃料組件的燃料棒由多個柵格保持成有組織的，間隔開的陣列，這些柵格沿著燃料組件的長度軸向間隔開，并附接到燃料組件的多個細長的控制桿導向套管。
通過引入增材制造技術-3D打印技術，可以在不進行進一步組裝或焊接過程的情況下打印西屋電氣開發的隔離柵。
展開 
用核反應堆造SiC？一次產1000片？
近日，據韓媒報道，韓國原子能研究院（KAERI）利用核反應堆技術，開發了世界首創的“SiC晶圓大批量摻雜技術”。該技術有3大特點：
● 一次可摻雜1000片，產能提升數百倍。
● 摻雜均勻度提高到 0.35%，而傳統摻雜均勻度在 6%，提高了17倍。
● 2023年將會量產。
KAERI的碳化硅中子摻雜反應堆設備
新型碳化硅摻雜技術：
性能提升17倍，2023年量產
2月10日，韓國原子能研究院（KAERI）宣布，他們已開發出一種可以
大批量
實現
碳化硅晶片摻雜
的技術。
據介紹，該技術的主要是基于韓國核反應堆“Hanaro”設備的“
中子嬗變摻雜（NTD）
”技術。
通過該技術，KAERI已經開發了一個可以
同時
對
1000片4英寸碳化硅晶圓
進行摻雜的設備。
同時，KAERI開發了一種可以將
中子摻雜均勻度
（RRG）保持在
1%以內
的技術。據介紹，目前傳統碳化硅晶圓的摻雜均勻度在 6% 的水平，而該研究團隊將摻雜精度提高到
0.35%
的水平，相比之下提升了
17倍
。
Hanaro 生產的碳化硅半導體晶片
據“三代半風向”了解，1996 年1月，KAERI的中子應用反應堆 (
HANARO
) 開始運行。2002年KAERI完成了“硅錠摻雜技術”開發，2010 年其輻照硅的產量超過30噸。
2021年6月，KAERI進行了
碳化硅NTD實驗
。Hanaro負責人關光民說：“我們的目標是到
2023年
，真正實現碳化硅功率半導體NTD摻雜的
商業化
。”
展開 核反應堆CAE仿真（視頻下載）
邁向虛擬核反應堆
對反應堆和所有相關復雜系統的性能進行仿真
仿真在優化核電站性能以及展示核電站安全性方面始終發揮著重要作用。堅持采用尖端仿真工具對核電站的未來發展至關重要，而現在這種重要性更勝以往。了解如何使用 CFD 仿真準確預測并改善核反應堆和所有復雜子系統的性能：
了解如何使用仿真來展示并改善新一代反應堆中使用的創新技術
探索如何廣泛使用仿真來縮短現有反應堆停機時間并改善其經濟效益
探索如何使用仿真大幅縮短新反應堆概念的許可時間
Emilio Baglietto
核科學與工程副教授, MIT
>>點擊獲取完整視頻：http://jishulink555.mikecrm.com/PlTzZEh
以下為部分截取
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>>點擊獲取完整視頻：http://jishulink555.mikecrm.com/PlTzZEh
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展開 橡樹嶺國家實驗室的中子核反應堆設計
橡樹嶺國家實驗室的中子核反應堆設計
當“自由的”中子與錢攤上關系的時候,中子就很難自由了。現實生活中，要產生中子需要非常先進的高科技設備，目前世界上只有少數國家具備這個能力。然而，誰會需要中子呢？中子只有在先進材料的研發，高端的生物技術，以及冷聚變反應中才會涉及。如今，美國橡樹嶺國家實驗室的實驗學家們因為研究需要也開始關注高通量同位素反應堆（HFIR）。利用COMSOL Multiphysics建模仿真，高級安全分析專家Jim博士證實強大的中子流可以緩慢、冷卻、無障礙進入設備中。
圖1 橡樹嶺國家實驗室中的高通量同位素反應堆主體結構示意圖，圖中橘黃色部分是新型氫冷源，
暗綠色部分是新型HB-4集射管。中子流通過HB-4集射管引導裝置進入試驗設備中以供來訪研究人員研究。
圖1中的高通量同位素反應堆（HFIR）是世界上最強大的研究反應設備。它建造于19世紀60年代，是唯一一個以可控核裂變來產生自由中子的裝置。中子之所以被冠以“自由”，是因為在核反應中原子核分解成質子、電子、反中微子等亞核組分，中子就可以脫離原子核存在于自由空間中。電中性的自由中子有很強的穿透能力，可以無阻礙的穿過原子內的電場，速度減慢的主要原因來自與原子核發生碰撞。氫核中只有一個質子和中子，對快速移動的自由中子來說是非常好的冷卻劑。
高通量同位素反應堆中，在距離反應裝置核心直徑2英尺范圍內的中心高溫區域中子的產生反應非常劇烈，很少存在像锎-252這樣的同位素。高通量同位素反應堆將反應核心以外的自由中子收集起來形成密集的中子流用來做散射研究或者在新柱設備HB-4（圖1）中進行其它的試驗。隨著這些新型低溫氫系統投入生產來冷卻中子，從這些束管進入實驗設備的中子流的可控性將達到世界上最好水平。
圖2 增壓器位于具有泵單元的真空室內，吸收三個變速泵產生的熱量。
展開 一文了解核裂變反應堆材料（轉自材易通）
已經大量建造的核反應堆使用的是裂變核燃料U235和Pu239，很少使用U233。由于至今還未有建成使用聚變核燃料的反應堆，因此通常說到核燃料時指的是裂變核燃料。
包殼材料
包殼材料是反應堆安全的第一道屏障，它包容裂變產物，阻止裂變產物外泄，是燃料和冷卻劑之間的隔離屏障，避免燃料與冷卻劑發生反應，其具有最低可能的熱中子吸收截面。按生產和使用的成熟程度排序，可選用的包殼材料僅限于Al、Mg、Zr和Be等。
包殼材料工作是在高溫高壓環境中，暴露于快中子輻照場下，服役期間需承受不斷增加的應力，應力一方面來自外部冷卻劑的壓力及熱應力，另一方面來自內部的燃料腫脹、裂變氣體釋放造成的內應力和芯塊與包殼相互作用產生的機械應力等。
1
Al合金
一般含有較多的Cu，少量Fe、Si、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti、Ni等元素，有1100、X8001（MX8001）和6061等三種型號。受到中子輻照時，易硬化。
展開 復合材料助力核反應堆實現1億攝氏度高溫
英國公司Rockwood Composites 6月8日宣布，成功采用復合材料為英國私人聚變能源公司Tokamak Energy最新的核反應堆ST40組裝了核心部件。
該核心部件由環形場線圈的24個內部單元組成，每個單元都由“玻璃纖維預浸料/Kapton聚酰亞胺薄膜/玻璃纖維預浸料”層結構來進行絕緣。硅增強固化系統被用來控制固化過程的位置和壓力。這樣做能夠使空氣和樹脂逐漸從Kapton聚酰亞胺薄膜層下方被擠壓出來，從而確保Kapton能夠緊密的粘接在環向場線圈上形成均一連續的絕緣層。
粘接線厚度需要精確控制。一層干的玻璃纖維織物被用來對粘接線厚度和分散的粘接系統進行控制，粘接厚度為0.1mm。
Rockwood公司將這一絕緣措施同時應用在了ST40諸多磁場中的螺線管線圈上。同樣，玻璃纖維預浸料和Kapton聚酰亞胺薄膜以螺旋重疊的方式在線圈纏繞過程中被應用在了線圈之間。最終，整個螺線管被玻璃纖維預浸料所包裹。
Rockwood公司還為ST40反應堆提供低溫懸浮系統，該系統由大量的定制碳纖維帶組成。這項技術同樣在全球規模最大、影響最深遠的“國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃”中得到了使用，該項目共涉及了來自35個國家的工程師和科學家。
Rockwood公司的運營主管Mark Crouchen表示：“核聚變裝置創造了一個比太陽系內任何區域都要嚴酷的極端溫度環境。復合材料的性能能夠幫助設備實現比太陽核心溫度更高的極端高溫條件。”
ST40項目經理Graham Dunbar補充道：“我們在強磁場核心部件的制造過程中遇到了真正的困難，而Rockwood公司的出色工程師團隊采用復合材料幫助我們尋找到了最佳的解決方案。”
ST40的成功設計向世人展示了在結構緊湊、高性價比的設備中也能夠獲得1億攝氏度的聚變溫度。
展開 碳纖維及玻璃纖維復合材料助力核反應堆實現1億攝氏度高溫
英國公司Rockwood Composites 前不久宣布，成功采用復合材料為英國私人聚變能源公司Tokamak Energy最新的核反應堆ST40組裝了核心部件。
該核心部件由環形場線圈的24個內部單元組成，每個單元都由“玻璃纖維預浸料/Kapton聚酰亞胺薄膜/玻璃纖維預浸料”層結構來進行絕緣。
硅增強固化系統被用來控制固化過程的位置和壓力。這樣做能夠使空氣和樹脂逐漸從Kapton聚酰亞胺薄膜層下方被擠壓出來，從而確保Kapton能夠緊密的粘接在環向場線圈上形成均一連續的絕緣層。
粘接線厚度需要精確控制。一層干的玻璃纖維織物被用來對粘接線厚度和分散的粘接系統進行控制，粘接厚度為0.1mm。
Rockwood公司將這一絕緣措施同時應用在了ST40諸多磁場中的螺線管線圈上。同樣，玻璃纖維預浸料和Kapton聚酰亞胺薄膜以螺旋重疊的方式在線圈纏繞過程中被應用在了線圈之間。最終，整個螺線管被玻璃纖維預浸料所包裹。
Rockwood公司還為ST40反應堆提供低溫懸浮系統，該系統由大量的定制碳纖維帶組成。這項技術同樣在全球規模最大、影響最深遠的“國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃”中得到了使用，該項目共涉及了來自35個國家的工程師和科學家。
Rockwood公司的運營主管Mark Crouchen表示：“核聚變裝置創造了一個比太陽系內任何區域都要嚴酷的極端溫度環境。復合材料的性能可以幫助設備實現比太陽核心溫度更高的極端高溫條件。”
ST40的成功設計向世人展示了在結構緊湊、高性價比的設備中也能夠獲得1億攝氏度的聚變溫度。
展開 EDF開源CAE | code_aster對900MWe級核反應堆應急柴油機氣缸蓋裂紋的模擬
「
研究背景
」
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目前，法國正在運行的34個900MWe級反應堆中均設置了兩組應急柴油發電機，以保證核電站在外部電力中斷的情況下各類應急設備的正常工作從而確保核電站的安全。作為預防性維護的一部分，有關部門對發電機進行了定期測試和檢查。
在檢查中，氣缸蓋的氣門橋處觀察到了裂紋（圖1，2）。EDF和柴油發電機制造商兼設計者瓦錫蘭公司40年的經驗反饋表明，這些裂紋是在定期測試中發電機的周期性啟動和停止（低頻熱疲勞）導致的，對其運行沒有影響。反饋還表明，裂紋不會擴展到水冷回路區域，從而不會導致發電機的停機。
圖1 氣缸蓋氣門橋處的裂紋
圖2 某破裂面上的裂紋
盡管有大量的經驗反饋作為支撐，法國核安全局（Autorité de S?reté Nucléaire, ASN）仍要求EDF嚴格證明這些裂紋的無害性。因此，EDF的核電部中負責制定和優化核反應堆維護策略的國家運營工程部（UNIE）指示研發部門通過數值模擬對裂紋擴展過程進行論證，關鍵在于通過增大檢查間隔時間的方式來減輕氣缸蓋的維護負擔，同時還要避免因出現裂紋而被拒收的氣缸蓋的早期更換。
「
材料實驗
」
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由于氣缸蓋材料（層狀石墨鑄鐵GJL-300）原本不存在于EDF的數據庫中，因此該材料的熱力學參數必須通過實驗從反應堆中廢棄氣缸蓋上采集的樣品中提取。EDF在20℃，220℃和420℃下對氣缸蓋材料進行了單向拉伸實驗、循環拉/壓實驗和疲勞裂縫發展實驗，并獲得了相應的材料力學參數（圖3，4，5）。
展開 
多相流模擬仿真在核電領域的應用及展望
圖 1VirtualFlow中多相流模型類型
三、多相流模型在核電領域的應用
（一）核反應堆設計與優化
堆芯冷卻與流動：模擬核反應堆堆芯內的冷卻劑流動和傳熱過程，分析燃料元件表面的溫度分布、冷卻劑的流動速度和壓力損失等，為堆芯的設計和優化提供依據，對于事故工況，需要考慮多相流模型的應用。
燃料元件性能評估：研究燃料元件在不同運行條件下的熱工性能，如燃料溫度、包殼溫度、冷卻劑溫度和流量等，預測燃料元件的燒毀率和壽命，為燃料元件的設計和改進提供指導。
蒸汽發生器設計：模擬蒸汽發生器內的汽水兩相流動和傳熱過程，優化蒸汽發生器的結構和參數，提高其傳熱效率和運行穩定性。例如，通過模擬蒸汽發生器內的汽水分離過程，改進汽水分離裝置的設計，減少蒸汽中的水滴攜帶，提高蒸汽品質。
（二）熱工水力分析
單通道熱工水力分析：對核反應堆單通道內的冷卻劑流動和傳熱進行模擬，分析通道內的溫度分布、壓力降和熱傳遞特性，評估通道的熱工性能和安全性。
多通道熱工水力分析：考慮核反應堆內多個并行通道之間的相互影響，如流量分配、溫度耦合等，研究多通道熱工水力現象，為核反應堆的熱工設計和運行提供更準確的預測。
圖 2 棒束通道流動換熱
?熱分層現象研究：在核反應堆的某些管道和設備中，由于冷熱流體的混合，可能會產生熱分層現象。多相流模型可用于模擬熱分層現象，分析其對管道應力、設備性能和安全的影響，為防止熱分層引起的熱疲勞和設備失效提供技術支持。
圖 3 管道熱分層模擬
（三）安全分析與評估
失水事故（LOCA）模擬：失水事故是核反應堆的一種嚴重事故工況，多相流模型可用于模擬失水事故過程中的冷卻劑流失、燃料元件暴露、蒸汽生成和壓力變化等現象，預測事故的發展趨勢和后果，為制定事故應急預案和安全措施提供依據。
展開 核動力破冰船：不只是軍艦能用上核動力
而使用核反應堆可以解決動力問題，續航問題，同時節省空間來安裝科研設備，可以說是一舉多得。
唯一的問題是，根據聯合國達成的南極無核區條約，核動力艦船無法進入南極海域。但北極區域更具有商業開發價值，各國也紛紛建設為北極開發服務的核動力破冰船，等待后續
民用艦船促進軍用發展
2018年6月中國核工業集團有限公司電子商務平臺發布了“核動力破冰綜合保障船示范工程技術咨詢與服務外委項目”招標公告。這一消息無疑引發了海內外的媒體關注，而關注的核心在于，這將使中國首次建設大型核動力水面艦艇。
圖為俄羅斯核動力破冰船
中國早就擁有了核動力潛艇，但發展核動力水面艦艇并非是將反應堆從潛艇搬到艦船里那么簡單，需要經過復雜的測試和計算。
而核動力破冰船的建設就可以為相關部門積累經驗，從潛艇用核反應堆以及浮動式核電站結合發展至成熟可用的艦載核反應堆。而廣大軍迷所翹首期盼的核動力巡洋艦、核動力航空母艦就有可能從核動力破冰船計劃中受益，甚至采用相近的艦載反應堆。
不過，專家也指出，核動力破冰船雖然能夠積累經驗，但并非是必要的前置技術，前蘇聯和俄羅斯研發制造了一大批的先進核動力破冰船，但最終也沒制造出核動力航空母艦。而法國制造自己的“戴高樂”號航空母艦的時候，也沒有制造核動力破冰船。美國航空母艦使用的核反應堆，和破冰船的反應堆也不屬于同一類。因此，實際上軍用核軍艦怎么設計，怎么造，還是要根據實際需求來。
不過，我們可以肯定的是，核動力破冰船將為我國造船業和核技術提供寶貴的經驗，為未來的軍用民用發展道路打下堅定的基石。
劃重點
核動力艦船通常使用核裂變反應堆所產生的能量作為船艦推進力和所需能源。而其最大的優勢，就來源自核動力的高功率和極長的燃料更換周期。
展開 談談有機化學反應的基本類型
親核取代反應分為單分子親核取代反應（SN1反應）和雙分子親核取代反應（SN2反應）。下面具體介紹這2種機理。
（單分子親核取代反應）
單分子親核取代反應一般發生在叔碳和仲碳鹵代烴，反應過程有碳正離子的生成，為2步反應。
首先是離去基團離去，生成碳正離子，親核試劑能夠從兩側之一進攻碳正離子，機會都是50%。如果碳正離子原來是手性碳，則得到的產物是一部分保持原來的構型（如路徑1），另一部分構型會反轉（如路徑2），產物表現為外消旋化。
單分子親核取代反應的速率主要受底物濃度影響，親核試劑的濃度對反應的速率影響并不大。反應的決速步是中間體碳正離子的生成。
（雙分子親核取代反應）
雙分子親核取代反應的特點是有反應是一步完成，生成產物。該反應一般發生在伯鹵代烴和仲鹵代烴之間，其反應速率受到底物和親核試劑的雙重影響。由于沒有碳正離子生成，所以產物通常不會發生重排。
首先親核試劑（此處用氫氧根舉例）進攻α碳（由于溴原子的體積較大，親核試劑從其背面進攻更為容易），形成高能量的過渡態，然后碳溴鍵完全斷裂、碳氧鍵完全形成，就行了穩定的產物和離去基團溴離子，生成的產物構型發生了反轉。
值得注意的是，SN1和SN2反應通常伴隨著消除反應的發生，由于本文章主要介紹取代反應和加成反應，筆者將消除反應放在番外那里做簡要介紹。
【親核加成反應】
親核加成反應的底物主要含羰基，由于氧的電負性高于碳，碳基碳帶有一部分正電，從而容易吸引親核試劑，發生反應。
首先是親核試劑進攻帶有部分正電的羰基碳，π鍵斷開形成氧負離子，然后氧負離子結合質子氫得到產物。值得注意的是親核試劑進攻羰基碳是該反應的控速步，親核加成反應的速率取決于被進攻碳的正電荷的多少和空間位阻。
展開 全球第一艘核航母正在拆解：預計耗時15年 耗資15億美元！
圖為進行船體拆除工作的”長灘”號核動力導彈巡洋艦，攝于2011年。
以和”企業”號同期的”長灘”號核動力巡洋艦為例，該艦于1995年退役，但在2002年才完成了上層建筑的解體工作，核反應堆的完全回收更是到2012年才完成，整個過程耗時17年，而”長灘”只有2臺A1W核反應堆，”企業”則擁有多達8臺A2W核反應堆，噸位也達到了十萬噸級，很明顯，二者的拆解難度不可同日而語。
圖為正由拖船拖曳入港解體的”企業”號核動力航母。
而”企業”巨大的船體還帶來了一個問題：專門用于拆除和維護核反應堆的普吉特灣船廠太狹小了。該地雖然容得下”企業”的龐大身軀，但也勢必會擠壓其它核動力船只的維護空間——除卻核航母外，美國海軍一樣擁有世界上規模最大的核動力潛艇隊伍。
圖為正在建造的”福特”和英雄遲暮的”企業”。如今兩艦的命運都不甚明朗。
當然，美國海軍還有一個方案，那就是以回收民用反應堆的標準，雇傭商業回收公司在紐波特船廠就地開展核反應堆的回收工作，這么做明顯更快，也更廉價。
但考慮到即便是落后的A2W反應堆的技術也屬于高度保密的類型，商業公司恐怕會不被允許接觸這些”國之重器”，最后的重擔恐怕還是要落回到美國海軍頭上。
殷鑒不遠，在中國也可能在不遠的將來擁有核動力航母的眼下，美國海軍的這個大ma煩實在值得審視一番，畢竟”摸著美帝過河”也算是優良傳統了。
展開 