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1 # 核先生科普
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2 # 手機使用者58903279720
“五月21號”的回答固然是正確的(教科書書上就是這麼寫的),但如果是普通人,切不可這樣刻板的去理解核反應堆。當然,現在說“核反應堆”或“反應堆”,一般都是指“裂變反應堆”,因為“聚變堆”離實用還早著呢。
對於普通人來說,其實只要抓住以下問題,就可以在實質上了解一座核反應堆的要點了。
第一個問題:這座核反應堆是提供什麼的?如果是“提供熱量”的,那就屬於“動力堆”。當然“熱量”可以去發電、“推動”或供熱。但它不能“提供中子”。
如果該核反應堆是“提供中子”的,那它就不是“動力堆”,而是使用中子進行“核燃料生產”(包括鈽和氚)、或“其它放射性同位素生產”(例如鈷60,或醫用放射性同位素等)、或者是進行“材料輻照考核”的。
這樣的“分類”是最簡明扼要的。但也有例外的情況。例如中國的“重水堆核電站”,就開發出了“邊發電邊生產鈷源”的新技術,這是一個“世界創舉”,大大提高了中國的“輻射技術應用水平”。但它既是“動力堆”,又是“生產堆”。
第二個問題是“核反應堆的冷卻劑是什麼?”這是區分核反應堆型別的主要標誌之一。那麼,現在就有“水冷堆”(輕水和重水)、“氣冷堆”(氦氣或二氧化碳)和“金屬冷卻劑”(快中子堆都是採用熔融金屬作為冷卻劑的)。
其它的“分類”既不重要,也不是那麼絕對的。例如,中國有一座“工程試驗堆”,中子通量很高,原來是專門做“中子輻照考核試驗”的,專門考核核燃料、核反應堆堆芯材料和部件的“抗中子輻照特性”的,但現在也在進行放射性同位素的生產,包括許多民用的放射性同位素,如銥192。
總之,核反應堆其實是一種“二次利用”的裝置,如果想“用好它”,就必須“積極開動腦筋”,不能拘泥於什麼“分類”。我上面舉出的“重水堆生產鈷60”,就是一個很好的例子。
反應堆型別多種多樣,依據不同的分類標準有不同的型別。
1、依據產能量的方式不同,分為聚變堆和裂變堆。聚變堆目前還處於研究階段,其餘反應堆屬於裂變堆,如目前的大型商運壓水堆和沸水堆,實驗堆等等。
2、依據設計用途不同,可以分為生產堆、實驗堆和動力堆。生產堆
主要用來生產鈽,鈽除了可以用來製造核武器,還可以在醫學領域,此外還生產堆還可以生產氚。中國第一座軍用鈽堆在上世紀60年代建成,是一座石墨水冷天然鈾熱中子反應堆。
實驗堆:
紙上得來終覺淺,許多理論都需要實驗驗證,目前世界上有研究堆670多座,目前大約還有240多座研究堆在執行。
動力堆:
用來發電或者提供動力的反應堆,如目前的核電站、核潛艇上軍用反應堆,為破冰船、航母上、巡洋艦、航天裝置、民用船提供動力的反應堆。
上圖為破冰船
3、按照裂變中子的能量不同,分為熱中子堆、中能中子堆和快中子堆,中國第一座鈉冷快堆,中國實驗快堆2014年底已經併網執行,快堆可以使用天然鈾直接作為燃料。其餘在商運的核電站都是熱中子堆。4、按照冷卻劑慢化劑的不同分類,可以分為輕水堆、重水堆、石墨堆、氣冷堆、液態金屬冷卻堆以及鈹或鈹化合物堆等。中國目前商運的核電站有輕水堆(大多數)、重水堆(秦山三期)液態金屬冷卻堆(中國實驗快堆)。