核电的裂变,聚变,链式反应

核电的裂变,聚变,链式反应
核电的裂变,聚变,链式反应

核电的裂变,聚变,链式反应
核电基本知识
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.