原子反應堆的種類有幾種?

原子反應堆的種類有幾種？

一、氣冷堆

原子反應堆的種類很多，大體上可分為氣冷堆、輕水堆、重水堆和增殖堆（快堆）四種。用二氧化碳氣體（或氦氣）做為載熱體的原子反應堆叫做氣冷堆。

用石墨做為減速劑的氣冷堆，叫做石墨氣冷堆。它的最大優點是可以使用廉價的天然鈾（鈾235佔0.7%，鈾238佔99.3%）做燃料，建設費用低，發電成本也比較低。英國、法國早期都採用這種反應堆。但是，由於它的效率比較低，近年來都做了改進，有的採用改進型氣冷堆，有的採用高溫氣冷堆，熱效率可達45~50%。

二、輕水堆

大家都知道，水是由氫和氧兩種原子組成的。還有一種水是由重氫（氘）和氧兩種原子組成的，叫做重水。重氫是氫的同位素，它的原子核裡比氫原子核多一個中子，重量比氫重一倍。重水比普通水重約5%，沸點比普通水高1.42℃，冰點高3.8℃，它在普通水中的含量大約是五千分之一。為了便於區別，人們把氫與氧組成的水（也就是普通水）叫做輕水。

用普通水做減速劑和載熱體的原子反應堆叫做輕水堆，根據用水的情況不同，又分為沸水型和壓水型兩種類型。沸水型輕水堆（簡稱沸水堆）是讓水在反應堆裡加熱沸騰產生蒸汽，直接送給汽輪機使用。壓水型輕水堆（簡稱壓水堆）是把水在反應堆裡加熱後再把它送到熱交換器，將另外一些水加熱變成蒸汽，送給汽輪機使用。

輕水堆的體積小，投資少，效率高，省燃料，技術上比較成熟，又比較安全。現在，美、蘇、法、西德、日本等國有80%的原子能電站都採用輕水堆。但它必須使用貴重的濃縮鈾（鈾235佔3%以上）做燃料。

三、重水堆

利用重水做減速劑和載熱體的原子反應堆叫做重水堆。重水堆的最大優點是可以使用廉價的天然鈾做燃料。不能生產濃縮鈾的國家都積極採用重水堆。但是，由於用電解法生產重水需要消耗大量電能（生產1公斤重水大約用6萬度電），所以重水堆的發展受到一定的限制。

四、增殖堆

增殖堆是當代最先進的反應堆。它不用減速劑減慢中子的速度，所以也叫做快中子增殖堆，簡稱快堆。這種反應堆既能放出熱量來發電，又能利用中子把鈾238和針232分別轉化成新的核燃料鈽239和鈾233，它產生的核燃料比消耗的還要多，轉化係數最高可達到1.5（消耗1公斤核燃料可以得到1.5公斤的新核燃料），所以叫做增殖堆。它可以把天然鈾的利用率從1~2%提高到60~70%，並且能利用貧鈾礦，使核燃料可利用的資源擴大幾十倍。由於增殖堆具有很多優點，現在許多國家都在積極發展增殖堆。法國一座25萬千瓦的增殖堆（名叫鳳凰）已經投產，並計劃建設一座120萬千瓦的超鳳凰增殖堆。預計在本世紀末，增殖堆可能在電力工業中佔優勢地位。