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4代核反应堆原理
2001年成立了第四代反应,选择了在能源可持续性、经济竞争性、安全和可靠性以及防扩散和外部侵犯能力方面最具前景的6种核系统。
选定的6种系统中有2种高温气冷堆,2种液态金属(钠和铅合金)冷却堆,1种超临界水冷堆和1种熔盐反应堆。
6种系统中有4种是快中子堆,5种采取的是闭合燃料循环,并对乏燃料中所含全部锕系元素进行整体再循环。
核反应堆的工作原理
核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。
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**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。
核反应堆可以分为以下几种类型:
①将中子束用于实验或利用中子束的核反应,包括研究堆、材料实验等。
②生产放射性同位素的核反应堆。
③生产核裂变物质的核反应堆,称为生产堆。
④提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆,比如多目的堆。
⑤为发电而发生热量的核反应,称为发电堆。
⑥用于推进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆,称为推进堆。
核反应堆冷却原理
核反应堆主泵将高压冷却剂送入反应堆,一般冷却剂保持在120~160个大气压。在高压情况下,冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。
冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆,并进入蒸汽发生器,通过数以千计的传热管,把热量传给管外的二回路水,使水沸腾产生蒸汽;冷却剂流经蒸汽发生器后,再由主泵送入反应堆,这样来回循环,不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。
从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽,推动汽轮发电机组发电。
做过功的废汽在冷凝器中凝结成水,再由凝结给水泵送入加热器,重新加热后送回蒸汽发生器。这就是二回路循环系统。
核反应堆是怎么工作的
核反应堆(nuclearreactor)是能维持可控自持链式核裂变反应,以实现核能利用的装置。核反应堆通过合理布置核燃料,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。
核燃料主要是铀,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、一定几何形状的铀棒或者球状燃料才能参与反应堆工作。
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