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核能發電的最佳方法

生活 更新时间:2025-01-26 15:51:46

核能發電原理

1、核裂變反應:

鈾裂變在核電廠最常見,熱中子轟擊鈾原子會放出2到4個中子,中子再去撞擊其它鈾原子,從而形成鍊式反應而自發裂變。撞擊時除放出中子還會放出熱,如果溫度太高,反應爐會熔掉,而演變成反應爐融毀造成嚴重災害,因此通常會放控制棒(中子吸收體)去吸收中子以降低分裂速度。

核能發電的最佳方法(核能發電原理)1

一個鈾原子被熱一個中子轟擊後,放出2個中子,生成一個鋇原子核一個氪原子,然後三個中子繼續轟擊其他的鈾原子發生鍊式裂變反應,裂變以後的總質量小于裂變以前的質量,由愛因斯坦方程△E=△m×931Mev,就有能量放出。

核能發電的最佳方法(核能發電原理)2

2、核反應堆原理:

中子源釋放的中子是快中子,不能引起鈾235的裂變,快中子通過減速劑純淨水後變成慢中子,慢中子進入反應堆,反應堆中二氧化鈾中的鈾原子發生裂變,然後放出多個中子,再去轟擊其他的鈾原子,進行鍊式反應。慢化劑(純淨水)的作用将快中子進行碰撞變成慢中子,使之發生核裂變鍊式反應,還有重水(D2O,氘)、石墨。

核能發電的最佳方法(核能發電原理)3

冷卻水(普通水)在一回路内經過反應堆堆芯循環流動,壓力為16MPa,反應堆出水的溫度約為攝氏330度,而入水口的溫度約攝氏290度,因此不會沸騰。中子源發射的快中子通過水,被氫原子核碰撞變成慢中子,慢中子使鈾原子發生裂變,水中有硼酸,硼原子能吸收慢中子,所以硼的濃度可以控制核反應堆的裂變速度。所以冷卻水就是慢化劑,也将堆芯的熱能傳送到蒸汽發生器。

中子源:常用銻發射γ射線,去轟擊铍而産生快中子,是核燃料的點火器,中子源釋放的中子是快中子,不能引起鈾235的裂變,為了将其減速,需要在核反應堆中充滿減速劑-純淨水。

燃料棒:二氧化鈾燃料棒放在冷卻水中。

穩壓器:控制水的壓力,防止水沸騰。

控制棒:控制棒由中子強吸收材料做成,控制棒用銀铟镉材料制成,可以吸收反應堆中的中子。如果有很多的中子被控制棒吸收,就意味着比較少的中子引發鍊式反應。因此,把控制棒插入堆芯,将會減慢反應速率。相反,将控制棒抽出,鍊式反應速率将會增加。把多根控制棒組成棒束型,用來控制反應堆核反應的快慢。

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