核電的基礎知識

2021-01-13 國際電力網

1、什麼是原子能?

原子是組成單質和化合物的最小微粒,由質子、中子和電子組成。原子的核心部分稱為原子核,由質子和中子構成。原子能即原子核能,是核結構發生變化時放出的能量。在實用上指重核裂變或輕核聚變時所放出的巨大能量,物質所具有的原子能比化學能大幾百萬倍以至一千萬倍以上。

例如:核電站所用的核燃料中有效成分是鈾235,如果能讓1千克鈾235的原子核全部分裂成碎片(裂變),則它可以釋放出相當於2700噸標準煤完全燃燒所放出的能量。

2、什麼是核裂變?

當一個鈾235原子核吸收了一個中子後,這個原子核由於內部不穩定而分裂成兩個或多個質量較小的原子核(稱為裂變碎片),這種現象叫作核裂變。每次核裂變可釋放出約200兆電子伏能量和2~3個新的中子。

3、什麼是鏈式核裂變反應?

中子撞擊原子核引起原子核裂變,裂變的過程釋放出能量,同時又產生了新的中子。新產生的中子引起新的原子核裂變,裂變反應連續不斷地進行下去,同時不斷產生新能量,這個過程就是鏈式核裂變反應。

由於每次核裂變可釋放出2~3個新的中子,因此,只要條件適當,這些新的中子就可以使其它的原子核發生新的裂變,釋放出更多新的中子,從而使核裂變反應持續進行下去,形成鏈式裂變反應,使原子核內的能量被源源不斷地釋放出來。

4、核能有什麼用途?

原子彈是核能的一種應用,隨著科技的進步,使人們實現了可控的鏈式裂變反應,自1951年人類利用核能(有時也稱原子能)發電以來,核電技術已趨成熟,核電在各種能源中已經具備很強的經濟競爭力,核電是安全、清潔的能源。

5、什麼是核反應堆?

核反應堆是一個密閉的大型鋼質壓力容器,壁厚超過20釐米,自重超過200噸。核燃料在裡面實現大規模可控制鏈式裂變反應。

核反應堆的心臟是堆芯,由核燃料組件和控制棒組件組成。燃料組件中的燃料不是煤、石油、天然氣,而是易裂變材料組成.易裂變材料包括自然界天然存在的鈾-235,還有兩種人造的易裂變材料鈾-233和鈽-239。

核反應堆裡除了堆芯,還有冷卻劑、慢化劑、反射層、控制與保護系統、屏蔽系統和輻射監測系統等。

反應堆的結構形式是千姿百態的,它根據燃料形式、冷卻劑種類、中子能量分布形式、特殊的設計需要等因素可建造成各類型結構形式的反應堆。目前世界上有大小反應堆上千座,其分類也是多種多樣。按能普分有由熱能中子和快速中子引起裂變的熱堆和快堆;按冷卻劑分有輕水堆,即普通水堆(又分為壓水堆和沸水堆)、重水堆、氣冷堆和鈉冷堆。按用途分有:(1)研究試驗堆:是用來研究中子特性,利用中子對物理學、生物學、輻照防護學以及材料學等方面進行研究;(2)生產堆,主要是生產新的易裂變的材料鈾-233、鈽-239;(3)動力堆,利用核裂變所產生的熱能廣泛用於艦船的推進動力和核能發電。

 

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