热点关注:   华龙一号 国和一号 中广核 核燃料 中核集团 核反应堆 核电设备 乏燃料 国家电投 智慧核电 运营维护 工程建设 仪控与电气 材料国产化

核电基本知识

2019-05-11 00:51    核电

世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和 它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能入出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。


  1.什么是核能

  世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和 它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能入出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。

  本书内提到的核能是指核裂变能。 前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然 铀由三种同位素组成:

  铀-235 含量0.71%

  铀-238 含量99.28%

  铀-234 含量0.0058%

  铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。

  当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两 个较轻的原子核,同时产生2到3个中了和射线,并放出能 量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,硬引 起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。

  铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字,

  即 1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃 烧放出的能量。

  2.核反应堆原理

  反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。 反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。

  压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二 氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆 合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一 束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。

  压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸 收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通 道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。

  3.什么是核电站

  火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电, 而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发 电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利 用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。

  核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器 内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就 源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是 最普通的压水反应堆核电站的工作原理。

  在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。我国的核工业已也已有40多年发展历史, 建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的 队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。我国目前 已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就 是由我国自己研究设计建造的。

  4.什么是核电厂

  电是电厂生产出来的。我们知道有烧煤或石油的火力发电 厂,有靠水力发电的水电站,还有一些靠风力、太阳能、 地热、潮汐能、波浪能、沼气生产电力的小型或实验性发 电装置。核电厂就是一种靠原子核内蕴藏的能量,大规模 生产电力的新型发电厂。

  核电厂用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫做“反应堆”的设备内发生裂变而产生大 量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生 器内产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通 的压水反应堆核电厂的工作原理。

  5.什么是放射性

  约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α( 阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。

  以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,统称粒子辐射。类似的还有中了射线、 宇宙射线等。γ射线是波长很短的电磁波,称为电磁辐射。 类似的还有X射线等。

  这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;2、人 的五官不能感知,但能使照相底片感光;3、照射到某些特 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离 作用。

  射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。

  射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘 飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。

  两个关于放射性的计量单位

  6.什么是反应堆

  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。

  核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水品和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径3.9米,壁厚约0.2米。

  压力容器内是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。 水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子 的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。

  压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。

  7.什么叫做核事故

  一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可 以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。

  由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过三次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故和美国三里岛事 故。




阅读推荐

正在加载

阅读排行