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核电站工作原理揭秘

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核电站工作原理揭秘

核电站工作原理揭秘

沸水反应堆工作示意图核反应堆控制棒反应堆容器汽轮机

发电机冷凝器

压水反应堆工作示意图。压水反应堆最大特点是由两个循环回路组成,只有热交换,没有水交换核反应堆增压装置控制棒反应堆容器蒸汽发生器

汽轮机发电机冷凝器

福岛3号机组爆炸后景象

羊城晚报记者朱绍杰

核电站提供了世界上大约17%的电能,一些国家或地区对核电的依赖,要比其他发电方式更高。

1954年在库尔恰托夫的主持下,苏联建成了世界上第一座核电站———奥布灵斯克核电站。

根据国际原子能机构提供的数据,全世界有超过400座的核电站,其中,美国超过100座。然而,日本地震所引发的核电站事件,把全世界推向了核能恐慌之中。

在瑞士,3座已经经过批准的核电站建设项目被立即“下马”;德国总理宣称计划放弃核能;就连中国,也表示将暂时不再审批新的核电站。

2011年,核电站已走过57个年头,它一直没有走出我们的视线,却一直蒙着神秘的面纱……

在法国,大约75%的电是由核电站生产的。在美国,核电站提供了大约15%的电能,虽然各州利用核电的情况并不统一。

核能发电有一个重要的优点———非常清洁。从环保角度来看,核电站相比火电站,简直就是做到了极致;核燃料能量密度比化石燃料高上几百万倍,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。

而火电站不仅向大气释放的放射性物质要比核电站多,而且,它还向大气释放出大量的碳、硫和其他元素。

1“铀”发裂变

如果除去核反应堆,核电站和火电站除了生成蒸汽的热源不同外,差异很少。

而建造一个核反应堆需要一种特别的铀。铀是地球上一种相当普通的元素,在地球形成时就存在于这个行星中了。而最有价值的,是铀-235。

虽然,铀-235占据了所有铀存量中的0.7%,但它有一个奇特的特性,那就是:它是少数能够诱发裂变的物质之一。它既可以用于核能发电,也可以用于制造核弹。

除了铀-235之外,核电站的另一种燃料就是:钚-239。钚-239可以使用中子轰击铀-238而得到———这是核反应堆中时时刻刻发生着的事。

铀-235原子捕捉一个正在穿过的中子的概率非常高。

在正常工作的核反应堆中(称为临界状态),每次裂变释放出的中子都会导致另一次裂变的发生。而,铀-235原子捕捉中子并发生分解的过程非常迅速,单位以皮秒计算(1皮秒=一万亿分之一秒)。

当单个原子分解时,会有巨大的能量通过热和伽马辐射的形式释放出来。

所有核电站反应堆的基本原理都是利用核裂变反应,对水进行加热并将其转化为蒸汽。再用蒸汽推动蒸汽轮机,而蒸汽轮机则带动发电机来发电。

2密闭结构里的反应

通常,铀被制作成直径相当于一枚硬币大小、长度为2.5厘米左右的燃料元件。燃料元件被安装到长燃料棒中,燃料棒又被组装成燃料组件。

燃料组件通常被浸泡在压力容器中,容器中的水起冷却作用。

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