核電站的工作原理圖 核電站發電原理是什么

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原子的構造就像微型太陽系 。原子的中心是原子核;圍繞它運行的是電子 。

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原子核由質子和中子組成,非常密集地堆積在一起 。氫是最輕的元素,只有一個質子;最重的自然元素鈾有 92 個質子 。
原子核被強大的力量結合在一起,這是“自然界中最強的力量” 。當用中子轟擊時,它可以分裂,這個過程稱為裂變(下圖) 。由于鈾原子很大,將它結合在一起的原子力相對較弱,這使得鈾有利于裂變 。
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在核電站中,中子與鈾原子碰撞,使它們分裂 。這種分裂從鈾中釋放出中子,中子又與其他原子發生碰撞,引起連鎖反應 。這種連鎖反應由吸收中子的“控制棒”控制 。
在核反應堆的核心中,鈾原子的裂變釋放出的能量將水加熱到大約 520 華氏度 。釋放出的熱能被用來在高壓和高溫下加熱水,直到它變成蒸汽 。這種蒸汽使連接到發電機的渦輪機旋轉,發電機將渦輪機旋轉的機械能轉化為電能 。
核電站的核心部件是反應堆,即存放核燃料的場所
它的主要組成部分是:
燃料 。裂變反應發生的材料,通常是濃縮的二氧化鈾 。它同時用作能源和中子以維持鏈式反應 。它以固態的圓柱形藥丸形式存在,封裝在幾米長的金屬棒中 。
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鈾燃料棒
世界上應用比較普遍主要有壓水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、重水堆(PHWR)、高溫氣冷堆(HTGR)和快中子堆(LMFBR)五種堆型 。
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在壓水反應堆中,堆芯水保持在壓力下,不允許沸騰 。熱量通過熱交換器(也稱為蒸汽發生器)傳遞給核心外部的水,使外部水沸騰,產生蒸汽,并為渦輪機提供動力 。在壓水反應堆中,沸騰的水與裂變過程是分開的,因此不會具有放射性 。蒸汽用于為渦輪機提供動力后,它被冷卻以使其重新凝結成水 。一些工廠使用來自河流、湖泊或海洋的水來冷卻蒸汽,而其他工廠則使用高大的冷卻塔 。沙漏形冷卻塔是許多核電站熟悉的地標 。
一些外國反應堆設計使用水以外的冷卻劑將裂變熱從堆芯帶走 。反應堆使用裝有氘的水(稱為“重水”)使用氦氣作為冷卻劑(稱為高溫氣冷反應堆) 。
沸水反應堆:沸水反應堆不使用壓水堆的兩室方法 。相反,流經反應堆的水與轉動渦輪機的水相同 。
一旦水進入反應器,它就會變成蒸汽,因為反應器內的溫度為545°F (285°C) 。沸水反應堆 (BWR) 的實際效率約為33-34% 。
【核電站的工作原理圖 核電站發電原理是什么】快堆,是“快中子反應堆”的簡稱 。其形 成的核燃料閉合式循環,可使鈾資源利用率提 高至60%以上,也可使核廢料產生量得到最大 程度的降低,實現放射性廢物最小化 。

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