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核反应堆的工作原理是怎样的?

发布时间:2019-08-01 15:25 来源:未知 编辑:admin

  核反应堆是核电站的心脏,它的工作原理是这样的:原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2~3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气,推动气轮机发电。由此可知,核反应堆最基本的组成是裂变原子核+热载体。

  但是只有这两项是不能工作的。因为,高速中子会大量飞散,这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会;核反应堆要依人的意愿决定工作状态,这就要有控制设施;铀及裂变产物都有强放射性,会对人造成伤害,因此必须有可靠的防护措施。综上所述,核反应堆的合理结构应该是:核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置。

  还需要说明的是,铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序,制成有一定铀含量和一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。

  2019-07-31展开全部反应堆 是能维持可控自持链式核裂变反应的装置。

  指任何含有其核燃料按此种方式布置的结构,使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。

  在原子能的和平利用中,最典型的当数原子能发电,也称核电。如果说的爆炸是瞬间、不受控制地进行的铀-235或钚-239核裂变链锁反应的结果,那么原子能发电站利用的能量是来受控状态下持久进行的铀-235或钚-239核裂变链锁反应。一种可以人为控制核裂变反应快慢并能维持链锁核裂变反应的装置叫做反应堆。费米发明的反应堆是用来生产钚-239的,这种反应堆叫做生产堆。原子能发电站的核心也是反应堆,它是用反应堆内核裂变反应产生的巨大热量生成饱和蒸汽驱动气轮机发电,这种反应堆叫做动力堆。原子能发电与用煤、用油发电的区别仅在于产生热量的装置不同,前者是原子能反应堆,后者是燃煤、燃油锅炉。

  反应堆的类型很多,但它主要由活性区,反射层,外压力壳和屏蔽层组成。活性区又由核燃料,慢化剂,冷却剂和控制棒等组成。现在用于原子能发电站的反应堆中,压水堆是最具竞争力的堆型(约占61%),沸水堆占一定比例(约占24%),重水堆用的较少(约占5%)。压水堆的主要特点是:1)用价格低廉、到处可以得到的普通水作慢化剂和冷却剂,2)为了使反应堆内温度很高的冷却水保持液态,反应堆在高压力(水压约为15.5 MPa )下运行,所以叫压水堆;3)由于反应堆内的水处于液态,驱动汽轮发电机组的蒸汽必须在反应堆以外产生;这是借助于蒸汽发生器实现的,来自反应堆的冷却水即一回路水流入蒸汽发生器传热管的一侧,将热量传给传热管另一侧的二回路水,使后者转变为蒸汽(二回路蒸汽压力为6—7 MPa,蒸汽的温度为275—290 ℃);4)由于用普通水作慢化剂和冷却剂,热中子吸收截面较大,因此不可能用天然铀作核燃料,必须使用浓缩铀(铀-235的含量为2—4%)作核燃料。沸水堆和压水堆同属于轻水堆,它和压水堆一样,也用普通水作慢化剂和冷却剂,不同的是在沸水堆内产生蒸汽(压力约为7 MPa),并直接进入气轮机发电,无需蒸汽发生器,也没有一回路与二回路之分,系统特别简单,工作压力比压水堆低。然而,沸水堆的蒸汽带有放射性,需采取屏蔽措施以防止放射性泄漏。

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