核能和核電基本知識

2.核能和核電基本知識2.1核電發(fā)電基本原理每一次核裂變產(chǎn)生2.43個中子，釋放出的裂變能約為200MeV1gU-235完全裂變時可產(chǎn)生7.95×1010J能量，相當于7.8t優(yōu)質煤燃燒時發(fā)出的熱量。U-235核裂變釋放的能量：能量形式能量（Mev）裂變碎片的動能168裂變中子的動能5瞬發(fā)的γ射線7裂變產(chǎn)物放出的緩慢γ射線7裂變產(chǎn)物放出的緩慢β射線8可利用的能量195不可利用的中微子能量12裂變釋放的總能量2071MW·d消耗的核燃料U-2351.23g1.05g發(fā)生裂變Pu-2391.45g1.07g發(fā)生裂變U-2331.13g1.04g發(fā)生裂變1MW·d耗U-235計算一次裂變產(chǎn)生200MeV能量200MeV=200MeV×1.602×10-19J∕ev=3.024MJ1MW·d=86400MJ的能量1MW·d的能量需：

86400/3.024×10-17=2.7×1021次裂變故消耗由于一部分U-235消耗于輻射俘獲，實際消耗

1.05×1.169=1.23gU-235U-235核裂變過程中放出的中子，99﹪以上都是在10-14s的裂變瞬間釋放出來的，叫瞬發(fā)中子，其能量0.05∽10Mev范圍，平均能量為2Mev，相當于20000km∕s的速度，另有0.65﹪中子是隨裂變碎片逐步衰變而放射出來的，裂變瞬間后將持續(xù)幾分鐘之久，叫緩沖中子，能量250∽560kev核電站用U-235，第一運行周期裝料富集運行周期初﹪運行周期末﹪內(nèi)區(qū)中區(qū)外區(qū)內(nèi)區(qū)中區(qū)外區(qū)235U1.62.63.10.71.31.9238U98.497.696.398.898.297.6239Pu0000.50.50.52.2核能原理

核能俗稱原子能，它是原子核中的核子重新分配時釋放出來的能量?？梢源笠?guī)模應用的核能分為兩類：一類是裂變能；另一類是聚變能。核電站所用的核燃料中的有效成分是U-235，如果讓1千克的U-235的原子核全部裂變，則它可以釋放初相當于270萬千克的標準煤完全燃燒所放出的能量。原子和原子核核裂變、鏈式反應和臨界核裂變、鏈式反應和臨界核裂變、鏈式反應和臨界中子的慢化與吸收2.3核反應堆世界上第一座反應堆核電站的構造反應堆類型反應堆是以鈾（钚或鈾钚混合物）作核燃料實現(xiàn)核裂變鏈式反應的裝置。反應堆的種類可按用途、中子能量、結構、慢化劑、冷卻劑、核燃料等進行分類。反應堆的基本結構主要由堆心、反射層、控制棒、堆容器和屏蔽層構成。目前，達到商用規(guī)模的核電站反應堆型有壓水堆、重水堆、石墨氣冷堆、沸水堆和快中子堆。2.4核電站

核電站是用鈾、钚等作燃料，將它在裂變反應中產(chǎn)生的能量轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電站。核電站主要以反應堆的種類相區(qū)別，有壓水堆核電站、沸水堆核電站、重水堆核電站、石墨水冷堆核電站、石墨氣冷堆核電站、高溫氣冷堆核電站和快中子增殖堆核電站等。核電站由核島（主要是核蒸汽供應系統(tǒng)）、常規(guī)島（主要是汽輪發(fā)電機組）和電站配套設施三大部分組成。核燃料在反應堆內(nèi)產(chǎn)生的裂變能，主要以熱能的形式出現(xiàn)。它經(jīng)過冷卻劑的載帶和裝換，最終用蒸汽或氣體驅動渦輪發(fā)電機組發(fā)電。核電站所帶有強放射性的關鍵設備都安裝在反應堆安全殼產(chǎn)房內(nèi)，以便在失水事故或其他嚴重事故下限制放射性物質外逸。為了保證堆心核燃料在任何情況下得到冷卻而免于燒毀融化，核電站設置有多項安全系統(tǒng)。火電發(fā)電：化學能→熱能→機械能→電能。核電發(fā)電：裂變能→熱能→機械能→電能。核電站是怎樣運行的？世界上第一座核電站

1954年在庫爾恰托夫的主持下，蘇聯(lián)建立了世界上第一座核電站——奧布寧斯克核電站。從此，核電站便在世界各地蓬勃發(fā)展起來。核電站的主要類型核電站是一種利用原子核內(nèi)蘊藏的能量，大規(guī)模生產(chǎn)電力的新型發(fā)電站。世界上核電站的類型很多，達到商用規(guī)模的有壓水堆、沸水堆、重水堆、快堆等。目前核電站的主要堆型是前三種。壓水堆是從軍用堆基礎上發(fā)展起來的最成熟、最成果的動力堆堆型。壓水堆核電站壓水堆核電站工作原理：高壓的一回路水在反應堆內(nèi)被核能加熱，溫度升高。它在蒸汽發(fā)生器內(nèi)將二回路水加熱，生成蒸汽，推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。核電站與火電站的主要區(qū)別是核電站用反應堆代替了火電站的鍋爐。沸水堆核電站以沸水堆為熱源的核電站。沸水堆是以沸騰輕水為慢化劑和冷卻劑并在反應堆壓力容器內(nèi)直接產(chǎn)生飽和蒸汽的動力堆。沸水堆和壓水堆同屬輕水堆，都具有結構緊湊、建造費用低和負載跟隨能力強等優(yōu)點。他們都需要用低富集鈾作燃料。沸水堆核電站系統(tǒng)有：主系統(tǒng)（包括反應堆）；蒸汽-給水系統(tǒng)；反應堆輔助系統(tǒng)等。沸水堆核電站的工作原理是核燃料棒子反應堆堆心發(fā)生可控的鏈式反應，產(chǎn)生大量熱量；這些熱量傳遞給反應堆容器內(nèi)的水，這些水被加熱后產(chǎn)生蒸汽，直接推動蒸汽渦輪發(fā)電機產(chǎn)生電能。這個回路里的水，在反應堆運轉后是沸騰的，蒸汽通過渦輪發(fā)電機后需要進入一個冷凝器，冷凝器引入海水進行冷卻。與壓水堆相比，屬于單循環(huán)反應堆，沸水產(chǎn)生的蒸汽用來直接推動汽輪機，不像壓水堆那樣有蒸汽發(fā)生器隔離。萬一發(fā)生故障，蒸汽里就帶有放射性物質，設計上的安全性較弱。重水堆核電站以重水為熱源的核電站。重水堆是以重水作慢化劑的反應堆，可以直接利用天然鈾作為核燃料。重水堆可以用輕水或重水作冷卻劑，重水堆分為壓力管式和壓力容器式兩類。快中子堆核電站由快中子引起的鏈式裂變反應所釋放出來的熱能轉換為電能的核電站?？熘凶佣言谶\行中既消耗易裂變材料，又產(chǎn)生可多于所耗，能實現(xiàn)核易裂變材料的增殖。目前，世界上已商業(yè)運行的核電站