「什么是核反应堆」什么是核反应堆故障安全原则

2024-09-22 01:35:26 百科达人 80阅读 回答者:宝百科
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本文目录

  • 什么是核反应堆
  • 什么叫核反应堆?
  • 核反应堆是什么
  • 什么是核反应堆
  • 什么是核反应堆?
  • 核反应堆是什么?
  • 什么是核反应堆

    1、核反应堆又称为原子能反应堆或反应堆,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。 2、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。严格来说,反应堆这一术语应覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合堆,但一般情况下仅指裂变堆。 3、曼哈顿计划期间,人类第一台核反应堆由著名美籍意大利物理学家恩利克·费米领导的小组于1942年12月在美国芝加哥大学建成,命名为芝加哥一号堆(Chicago Pile-1)。该反应堆是采用铀裂变链式反应,开启了人类原子能时代,芝加哥大学也因此成为人类“原子能诞生地”。

    什么叫核反应堆?

    核反应堆

    能维持可控自持链式核裂变反应的装置

    核反应堆(nuclear reactor)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。

    中文名

    核反应堆

    外文名

    Nuclear Reactor

    别名

    原子能反应堆或反应堆

    原理

    可控自持链式核裂变反应

    主要构成物质

    原子

    领域

    核能

    所属学科

    核化学

    历史沿革

    早在1929年,科克罗夫特就利用质子成功地实现了原子核的变换。但是,用质子引起核反应需要消耗非常多的能量,使质子与目标的原子核碰撞命中的机会也非常之少。

    1938年,德国人奥托·哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和铀原子发生了碰撞。这项实验有着非常重大的意义,它不仅使铀原子简单地发生了分裂,而且裂变后总的质量减少,同时放出能量。尤其重要的是铀原子裂变时,除裂变碎片之外还射出2至3个中子,这个中子又可以引起下一个铀原子的裂变,从而发生连锁反应。

    人类第一座核反应堆的设计者:费米

    1939年1月,用中子引起铀原子核裂变的消息传到费米的耳朵里,当时他已逃亡到美国哥伦比亚大学,费米不愧是个天才科学家,他一听到这个消息,马上就直观地设想了原子反应堆的可能性,开始为它的实现而努力。费米组织了一支研究队伍,对建立原子反应堆问题进行彻底的研究。费米与助手们一起,经常通宵不眠地进行理论计算,思考反应堆的形状设计,

    有时还要亲自去解决石墨材料的采购问题。

    1942年12月2日曼哈顿计划期间,费米的研究组人员全体集合在美国芝加哥大学Stagger Field 的一个巨大石墨型反应堆前面。这时由费米发出信号,紧接着从那座埋没在石墨之间的7吨铀燃料构成的巨大反应堆里,控制棒缓慢地被拔了出来,随着计数器发出了咔嚓咔嚓的响声,到控制棒上升到一定程度,计数器的声音响成了一片,这说明连锁反应开始了。这是人类第一次释放并控制了原子能的时刻,这个反应堆被命名为“芝加哥一号堆"(Chicago Pile-1)。

    1954年前苏联建成世界上第一座原子能发电站利用浓缩铀作燃料,采用石墨水冷堆,电输出功率为5000千瓦。1956年,英国也建成了原子能电站。原子能电站的发展并非一帆风顺,不少人对核电站的放射性污染问题感到忧虑和恐惧,因此出现了反核电运动。其实,在严格的科学管理之下,原子能是安全的能源。原子能发电站周围的放射性水平,同天然本底的放射性水平实际并没有多大差别。

    1979年3月,美国三里岛原子能发电站由于操作错误和设备失灵,造成了原子能开发史上空前未有的严重事故。然而,由于反应堆的停堆系统、应急冷却系统和安全壳等安全措施发挥了作用,结果放射性外逸量微乎其微,人和环境没有受到什么影响,充分说明现代科技的发展已能保证原子能的安全利用

    核反应堆是什么

    使用核裂变或聚变提供能量的动力装置。

    什么是核反应堆

    核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核能—热能转换的装置。核反应堆是核电厂的心脏,核裂变链式反应在其中进行。

    1942年美国芝加哥大学建成了世界上第一座自持的链式反应装置,从此开辟了核能利用的新纪元。

    反应堆由堆芯、冷却系统、慢化系统、反射层、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。

    堆芯中的燃料:反应堆的燃料,不是煤、石油,而是可裂变材料。自然界天然存在的易于裂变的材料只有U-235,它在天然铀中的含量仅有0.711%,另外两种同位素U-238和U-234各占99.238%和0.0058%,后两种均不易裂变。

    另外,还有两种利用反应堆或加速器生产出来的裂变材料U-233和Pu-239。

    用这些裂变材料制成金属、金属合金、氧化物、碳化物等形式作为反应堆的燃料。

    燃料包壳:为了防止裂变产物逸出,一般燃料都需用包壳包起来,包壳材料有铝、锆合金和不锈钢等。

    控制与保护系统中的控制棒和安全棒:为了控制链式反应的速率在一个预定的水平上,需用吸收中子的材料做成吸收棒,称之为控制棒和安全棒。控制棒用来补偿燃料消耗和调节反应速率;安全棒用来快速停止链式反应。吸收体材料一般是硼、碳化硼、镉、银铟镉等。 冷却系统中的冷却剂:为了将裂变的热导出来,反应堆必须有冷却剂,常用的冷却剂有轻水、重水、氦和液态金属钠等。

    慢化系统中的慢化剂:由于慢速中子更易引起铀-235裂变,而中子裂变出来则是快速中子,所以有些反应堆中要放入能使中子速度减慢的材料,就叫慢化剂,一般慢化剂有水、重水、石墨等。

    反射层:反射层设在活性区四周,它可以是重水、轻水、铍、石墨或其它材料。它能把活性区内逃出的中子反射回去,减少中子的泄漏量。

    屏蔽系统:反应堆周围设屏蔽层,减弱中子及γ剂量。

    辐射监测系统:该系统能监测并及早发现放射性泄漏情况。

    什么是核反应堆?

    核反应堆是核电站的心脏,它的工作原理是这样的: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分裂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。

    但是只有这两项是不能工作的。因为,高速中子会大量飞散,这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会;核反应堆要依人的意愿决定工作状态,这就要有控制设施;铀及裂变产物都有强放射性,会对人造成伤害,因此必须有可靠的防护措施。综上所述,核反应堆的合理结构应该是:核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置。

    还需要说明的是,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,制成有一定铀含量和一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。

    核反应堆是什么?

    推进动力 将反应堆产生的热量带到蒸汽发生器,由蒸汽发生器产生的饱和蒸汽驱动汽轮机而提供推进动力。大家熟悉的核潜艇、核动力航空母舰和原子能破冰船,都是由原子能提供的推进动力。 由于核潜艇有常规潜艇无可比拟的优点,它已成为现代海军中的主力战舰。核潜艇的主要优点是:1)续航力大。续航力是指装一次燃料能持续航行的距离。对核潜艇来说,水下续航力可达7.5万海里;而常规潜艇的水下续航力只有100—400海里(与航速有关), 因为它在水下是靠蓄电池作能源来推进的,隔一定时间需浮出水面或浮至通气管深度利用柴油发电机组对蓄电池进行充电。2)航速高。核潜艇水下航速可达30节(1节为1海里/时)以上,且经常以最大航速航行;而常规潜艇水下最大航速为15—20节,但由于受到蓄电池的限制一般不以最大航速航行。3)隐蔽性能好。核潜艇在水下停留时间约2500小时,而常规潜艇仅10—20小时。世界上已建造的核潜艇约500艘,配备的反应堆近700座,超过了已建造的用于原子能发电的反应堆的总数。1971年我国建成第一艘核潜艇,并试航成功。1988年我国成功地完成了从水下核潜艇发射弹道导弹的试验。 核动力航空母舰同样具有高航速下续航力大的优点,它能长期保持30节以上的航速而无须担心燃料的消耗。它不但不需要补给燃料的后勤舰队,还比同等级常规航母多携带一倍的航空燃料和武器。其续航力为100万海里。世界上第一艘核动力航空母舰,是美国于1960年建造的“企业号”航空母舰。此外法国也拥有核动力航空母舰。 世界上第一艘原子能破冰船,是前苏联于1959年建造的。它比常规动力破冰船有突出优点:1)由于无须储备大量燃料,船的载重量不会因燃料消耗而减小,其破冰能力始终保持不变;2)轴功率可达75000马力,能在冰厚为 2.0—2.5米的北极区航行;而常规破冰船的轴功率在25000马力左右,一般只能在冰厚为0.7—0.9米的地方航行;3)续航力不受限制。 供热 利用反应堆产生的能量直接供热,有十分广阔的市场。例如,建设一座20万千瓦的低温供热堆,每年消耗二氧化铀仅1 吨,它可以为500万平方米的建筑供暖。而为同样建筑面积供暖的锅炉,每年需要烧煤30万吨。如果以15年为期进行比较,核供热的成本比煤供热便宜。世界上前苏联,加拿大,瑞典和我国都为寒冷地区建造了低温供热反应堆。

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