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  • 1 # 使用者7392462423718

    中子打入鈾-235的原於核以後,原子核就變得不穩定,會分裂成兩個較小質量的新原子核,這是核的裂變反應,放出的能量叫裂變能;產生巨大能量的同時,還會放出2~3箇中子和其它射線。 這些中子再打入別的鈾-235核,引起新的核裂變,新的裂變又產生新的中子和裂變能,如此不斷持續下去,就形成了鏈式反應 利用原子核反應原理建造的反應堆需將裂變時釋放出的中子減速後,再引起新的核裂變,由於中子的運動速度與分子的熱運動達到平衡狀態,這種中子被稱為熱中子。堆內主要由熱中子引起裂變的反應堆叫做熱中子反應堆(簡稱熱堆)。 熱中子反應堆,它是用慢化劑把快中子速度降低,使之成為熱中子(或稱慢中子),再利用熱中子來進行鏈式反應的一種裝置。由於熱中子更容易引起鈾-235等裂變,這樣,用少量裂變物質就可獲得鏈式裂變反應。慢化劑是一些含輕元素而又吸收中子少的物質,如重水、鈹、石墨、水等。熱中子堆一般都是把燃料元件有規則地排列在慢化劑中,組成堆芯。鏈式反應就是在堆芯中進行的。 反應堆必須用冷卻劑把裂變能帶出堆芯。冷卻劑也是吸收中子很少的物質。熱中子堆最常用的冷卻劑是輕水(普通水)、重水、二氧化碳和氦氣。 核電站的內部它通常由一回路系統和二回路系統組成。反應堆是核電站的核心。反應堆工作時放出的熱能,由一回路系統的冷卻劑帶出,用以產生蒸汽。因此,整個一回路系統被稱為“核供汽系統”,它相當於火電廠的鍋爐系統。為了確保安全,整個一回路系統裝在一個被稱為安全殼的密閉廠房內,這樣,無論在正常執行或發生事故時都不會影響安全。由蒸汽驅動汽輪發電機組進行發電的二回路系統,與火電廠的汽輪發電機系統基本相同。 輕水堆――壓水堆電站 自從核電站問世以來,在工業上成熟的發電堆主要有以下三種:輕水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它們相應地被用到三種不同的核電站中,形成了現代核發電的主體。 目前,熱中子堆中的大多數是用輕水慢化和冷卻的所謂輕水堆。輕水堆又分為壓水堆和沸水堆。 壓水堆核電站 壓水堆核電站的一回路系統與二回路系統完全隔開,它是一個密閉的迴圈系統。該核電站的原理流程為:主泵將高壓冷卻劑送入反應堆,一般冷卻劑保持在120~160個大氣壓。在高壓情況下,冷卻劑的溫度即使300℃多也不會汽化。冷卻劑把核燃料放出的熱能帶出反應堆,並進入蒸汽發生器,透過數以千計的傳熱管,把熱量傳給管外的二回路水,使水沸騰產生蒸汽;冷卻劑流經蒸汽發生器後,再由主泵送入反應堆,這樣來回迴圈,不斷地把反應堆中的熱量帶出並轉換產生蒸汽。從蒸汽發生器出來的高溫高壓蒸汽,推動汽輪發電機組發電。做過功的廢汽在冷凝器中凝結成水,再由凝結給水泵送入加熱器,重新加熱後送回蒸汽發生器。這就是二回路迴圈系統。 壓水堆由壓力容器和堆芯兩部分組成。壓力容器是一個密封的、又厚又重的、高達數十米的圓筒形大鋼殼,所用的鋼材耐高溫高壓、耐腐蝕,用來推動汽輪機轉動的高溫高壓蒸汽就在這裡產生的。在容器的頂部設定有控制棒驅動機構,用以驅動控制棒在堆芯內上下移動。 堆芯是反應堆的心臟,裝在壓力容器中間。它是燃料元件構成的。正如鍋爐燒的煤塊一樣,燃料芯塊是核電站“原子鍋爐”燃燒的基本單元。這種芯塊是由二氧化鈾燒結而成的,含有2~4%的鈾-235,呈小圓柱形,直徑為9.3毫米。把這種芯塊裝在兩端密封的鋯合金包殼管中,成為一根長約4米、直徑約10毫米的燃料元件棒。把 200多根燃料棒按正方形排列,用定位格架固定,組成燃料元件。每個堆芯一般由121個到193個元件組成。這樣,一座壓水堆所需燃料棒幾萬根,二氧化鈾芯塊1千多萬塊堆芯。此外,這種反應堆的堆芯還有控制棒和含硼的冷卻水(冷卻劑)。控制棒用銀銦鎘材料製成,外面套有不鏽鋼包殼,可以吸收反應堆中的中子,它的粗細與燃料棒差不多。把多根控制棒組成棒束型,用來控制反應堆核反應的快慢。如果反應堆發生故障,立即把足夠多的控制棒插入堆芯,在很短時間內反應堆就會停止工作,這就保證了反應堆執行的安全

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