核能及反应堆简介汇总
核能和核反应堆
核能和核反应堆核能是一种强大的能源资源，它可以为人类提供大量的电力和热能。
核能的产生依赖于核反应堆，这是一种用于控制核反应并产生能量的设施。
本文将探讨核能的作用以及核反应堆的原理和分类。
一、核能的作用核能是目前广泛使用的一种清洁能源，它具有以下几个显著的作用：1. 提供电力：核能通过核反应堆转化为电能，为工业、商业和家庭提供电力。
相比于传统的化石燃料发电方式，核能发电不会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境影响较小。
2. 燃料资源丰富：核能的燃料主要是铀和钚等可再生资源，相对于煤炭和石油等有限资源来说，核能的燃料资源更加丰富，能够满足长期能源需求。
3. 促进经济发展：核能的运营需要大量的人力和设备投入，这对于就业和经济发展有着积极的推动作用。
同时，核能的稳定供应也能够保障工业和商业运作的稳定性。
二、核反应堆的原理核反应堆是核能发电的核心设施，它基于核裂变或核聚变的原理来产生能量。
核反应堆包括以下主要部分：1. 燃料元件：核反应堆内放置着铀或钚等可裂变材料，这些材料在核裂变反应中会释放出巨大的能量。
燃料元件的设计和选择对于反应堆的稳定性和效率至关重要。
2. 缓冲介质：核反应堆内还需要加入缓冲介质如水或气体，用于控制核反应的速率并吸收释放出的中子。
缓冲介质的选择与设计能够影响到核反应堆的安全性和效率。
3. 反应堆容器：核反应堆需要有一个密封的容器来承载核反应过程，容器要能够抵抗辐射和高温的侵蚀，并保证反应堆的稳定运行。
4. 控制装置：核反应堆需要有精确的控制装置，用于调节核反应的速率和水平。
这些控制装置包括可移动的棒状物质，可以插入或抽出核反应堆内，以防止核反应失控。
三、核反应堆的分类核反应堆按照反应过程的不同可以分为以下几类：1. 压水堆反应堆（PWR）：压水堆反应堆是目前最常见的核反应堆类型，其特点是使用轻水作为缓冲介质和冷却剂，并使用硼酸等物质来控制核反应的速率。
2. 沸水堆反应堆（BWR）：沸水堆反应堆与压水堆反应堆类似，同样使用轻水作为缓冲介质和冷却剂。
压水堆核电站反应堆核能与反应堆基础知识
压水堆核电站反应堆核能与反应堆基础知识1.1 核能的特点 ..............1.2 核反应堆与核电厂动力系统1.2.1 核电厂动力系统简介…1.2.2 反应堆及其分类 .......随着人类社会的不断进步，世界能量消耗的增长是很快的。
一方面随着生活水平的提高，人均对能量的消耗也越来越高；另一方面，世界总人口还在不断地增加。
更主要的是在工业、农业、交通运输方面按每人平均所消耗的能量增加了。
世界上有些国家，有些地区因能源不足而延缓了经济的发展的例子是不少的。
核裂变现象的发现表明，核能时代开始了。
核能以它的本身的特点越来越得到人类的重视。
核能，最初由于人们对此物理现象的不确切了解，称为原子能。
实际上它是由于原子核内部发生裂变或聚变而产生的巨大的能量。
目前在反应堆中,用不带电的粒子（中子）去轰击靶核235U使之裂变从而释放出大量的核能。
但核能的产生并非容易，因为原子核很小，又带正电。
击开它并非易事。
早期人们一直是设想用加速的带电粒子作为轰击原子核的炮弹。
为了使原子核分裂，曾设计了大型静电加速器和回旋加速器，通过这些设备甚至可以把带电粒子加速到近千万电子伏，但仍然很难击开原子核，成千上万发的炮弹很可能只有一发炮弹能击中原子核。
如同爱因斯坦所说，“我们好比是一些憋脚的射手，在黑暗的郊外打鸟，那里的鸟又非常少”。
1932年查德威克（ChadWiCk）等人发现了中子。
HeC+∖n中子不带电荷，和原子核之间没有库仑力的相互作用，容易接近原子核而引起核反应。
中子的发现开创了核物理学的新纪元，也为重核裂变提供了强有力的“炮弹”。
1938年哈恩（O.Hahn）和斯特拉斯曼（F.Strassmann）用放射化学的方法发现和证实了235U在中子的轰击下发生裂变的现象。
但当时把放出的新的中子给忽略了。
后来，许多科学家利用各种方法（如电离室，云雾室等）来证明中子轰击铀核后，铀核分裂成两个质量近似相等的碎片，同时放出两个至三个的次级中子，还释放出大量能量和射线。
核反应堆——堆型简介
核反应堆——堆型简介核电站是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。
目前，商业运行中的核电站都是利用核裂变反应来发电。
世界上当前运行和在建的核电站反应堆主要有压水堆（Pressurized Water Reactor,PWR）、沸水堆（Boiling Water Reactor,BWR）、加压重水堆（Pressurized Heavy Water Reactor,PHWR）、高温气冷堆（High Temperature Gas Reactor,HTGR）和快中子堆（Liquid Metal-cooled Fast BreederReactor,LMFBR）等五种堆型，但应用最广泛的是压水堆。
下面将简要介绍这五种类型核反应堆的基本特征和主要特点。
1、压水堆压水堆是采用加压轻水(H2O)作冷却剂和慢化剂，利用热中子引起链式反应的热中子反应堆。
最初是美国为核潜艇设计的一种热中子反应堆堆型。
四十多年来，这种堆型得到了很大的发展，经过一系列的重大改进，已经成为技术上最成熟的一种堆型。
压水堆核电站采用以稍加浓铀作核燃料，燃料芯块中铀-235的富集度约3%。
核燃料是高温烧结的圆柱形二氧化铀陶瓷燃块，参见图1 (a)。
柱状燃料芯块被封装在细长的锆合金包壳管中构成燃料元件（参见图1(b)），这些燃料元件以矩形点阵排列为燃料组件，组件横断面边长约20cm，长约3m，参见图1 (c)。
几百个组件拼装成压水堆的堆芯。
堆芯宏观上为圆柱形，参见图2。
轻水不仅价格便宜，而且具有优良的热传输性能，所以在压水堆中，轻水不仅作为中子的慢化剂，同时也用作冷却剂，且水在反应堆内不沸腾。
要使水不沸腾——获得高的温度参数，就必须增加冷却剂的系统压力使其处于液相状态，所以压水堆是一种使冷却剂处于高压状态的轻水堆。
压水堆冷却剂入口水温一般在300℃左右，出口水温330℃左右，堆内压力15.5MPa。
我国大亚湾核电站、岭澳核电站、秦山第一核电站、秦山第二核电站、江苏田湾核电站均属于这种堆型。
核反应堆的组成介绍和原理，太壮观
核反应堆的组成介绍和原理，太壮观在核能利⽤上,⼈们不希望铀核像原⼦弹⼀样⼀下⼦都裂变掉,⽽是希望要有控制地让⼀定数量的铀核进⾏裂变,使巨⼤的原⼦核能平静⽽缓慢地释放出来,这就需要设计⼀种特殊的可受控制的反应装置-原⼦核反应堆。
反应堆的核⼼部分是堆芯。
堆芯内装有钠25或怀20等核燃料,⽤中⼦--“点⽕”,原⼦核裂变的“链锁反应”就开始了,即核燃料就“燃烧”起来。
铀235裂变产⽣的是速度很⾼的快中⼦。
这些快中⼦很容易被天然铀中含量很⾼的铀238俘获⽽不发⽣裂变,从⽽使铀235原⼦核间的链式反应停⽌。
为了降低中⼦的速度,⼈们在铀棒的周围装⼊了⽯墨或重⽔等减速剂。
这样⼀来,铀235裂变产⽣的快中⼦进⼊⽯墨后,就与⽯墨的原⼦核发⽣相互碰撞,结果,使其速度减慢,能量减⼩,变成了速度较慢的热中⼦。
铀238不吸收这种热中⼦,从⽽,保证了铀235的裂变反应继续进⾏。
如果中⼦太多,⼜会使铀235得裂变反应进⾏得太激烈。
这样随核能的⼤量释放,反应堆内部温度的不断升⾼,有可能使反应堆遭到破坏。
那么,该如何控制核裂变链式反应进⾏的速度呢?其实很简单,只要在反应堆⾥安装⼀种棒状的控制元件,以控制新产⽣的中⼦数量就⾏了。
控制棒⼀般⽤镉钢制成,这些材料特别喜欢“吞吃”中⼦。
当反应过快时,将控制棒插进反应堆深⼀点,让它⼤量“吞吃”中⼦,中⼦数⽬⽴刻减少,反应就慢下来;反之,链式反应的速度就会加快。
从⽽使反应堆按照⼈们的需要释放能量。
反应堆启动后,核裂变释放的核能会使反应堆的温度迅速上升。
⼈们采⽤循环运⾏的冷却剂,把能量从反应堆⾥源源不断地输送出来,通过热交换器把能量传送给⽔,⼤量的⽔受热变成⾼温⾼压的蒸汽,蒸汽再去推动汽轮发电机发电,这就成了核电站。
反应堆是核电站的⼼脏,它相当于⽕⼒发电站的锅炉。
只不过锅炉⾥烧的是煤,反应堆⾥“烧”的是核燃料。
⽕柴盒⼤⼩的⼀块可代替30多卡车的优质煤,真是令⼈难以置信的核能!在反应堆的外⾯,还修建有很厚的⽔泥防护层,⽤来屏蔽核反应中产⽣的射线对⼈体的伤害。
核电站一般知识简介
核电站一般知识简介一、反应堆简介核反应堆是一种能以可控的方式实现自续链式核反应的装置。
根据原子核产生能量的方式，可分为裂变反应堆和聚变反应堆两种。
当今世界上已建成和广泛使用的反应堆都是裂变反应堆。
聚变反应堆目前还处于研究设计阶段。
裂变反应堆是通过把一个重核裂变为两个中等质量核而释放能量的。
它是由核燃料/冷却剂/慢化剂/结构材料和吸收剂等材料组成的一个复杂系统。
按用途不同，裂变反应堆可分为生产堆/实验堆和动力堆。
按冷却剂或慢化剂的种类不同可分为轻水堆/重水堆/气冷堆和液态金属冷却快中子堆。
按引起裂变反应的中子能量不同，又可分为热中子反应堆和快中子反应堆。
二、核电站的组成1.压水堆核电站由核岛、常规岛、BOP（配套设施）组成。
2.核电站厂房布置：反应堆安全壳厂房核辅助厂房过渡厂房核燃料贮存厂房应急柴油机厂房电气厂房汽轮机厂房配套设施核电站厂房图1 核电站原理流程图核电厂中的能量转换与转递三、核岛主要系统组成1.核岛主要系统组成核岛主要系统由反应堆冷却剂系统、专设安全设施、核辅助系统、三废处理系统、核岛通风空调系统及核燃料装卸贮存和工艺运输系统等六大类系统组成。
a) 反应堆冷却剂系统指三条环路及其核岛主设备压力容器、主泵、蒸发器、稳压器和主管道等组成。
b) 专设安全设施由四个系统组成：它们是安全注入系统、辅助给水系统、安全壳喷淋系统和安全壳隔离系统。
c) 核辅助系统——化学和容积控制系统——硼和水的补给系统——一回路辅助系统——余热排出系统——核取样系统核辅助系统——堆和乏燃料水池冷却与处理系统——设备冷却水系统——辅助冷却水系统——核岛应急生水系统——蒸发器排污系统——核岛冷冻水系统——电气厂房冷却水系统d) 三废处理系统——废气处理系统——废液处理系统——废物处理系统三废处理系统——硼回收系统——核岛疏水排气系统——放射性废液排放系统——常规岛废液排放系统e) 核岛通风空调系统组成—控制棒驱动机构风冷系统—安全壳内连续通风系统—安全壳内空气净化系统—反应堆堆坑通风系统—安全壳换气通风系统—主控制室空调系统—安全壳外贯穿件房间通风系统—上充泵房应急通风系统—辅助给水泵房通风—冷水系统设备间通风系统通风空调系统—核燃料厂房通风系统—核辅助厂房通风系统—电气厂房通风系统—电气厂房排烟系统—电缆层通风系统—安注和喷淋泵电机房通风系统—安全壳内大气监测系统—废物辅助厂房通风系统—主要厂用水泵站通风系统f) 核燃料装卸贮存和工艺运输系统是一个独立的操作系统，只有在核燃料换料和接收新燃料时系统才运作。
各种反应堆的原理
各种反应堆的原理反应堆是利用核能产生能量的设备，它可以利用核裂变或核聚变产生巨大的热能，然后通过控制和引导这些能量来产生蒸汽，最后驱动涡轮机发电。
下面将介绍几种常见的反应堆类型及其原理。
1.压水堆核反应堆（PWR）压水堆核反应堆是最常见的商业核电站反应堆类型之一、其原理是利用浓缩的铀燃料棒产生热能，同时也会产生中子。
这些中子与水中的轻水分子相互作用，使其产生热，然后通过传热器将热能转移到给水中。
这个给水经过加热后变成高温高压的蒸汽，然后驱动涡轮机发电。
2.沸水堆核反应堆（BWR）沸水堆核反应堆也是一种商业化运行的核反应堆类型。
其原理是使用浓缩的铀燃料棒，通过核裂变产生的热能直接将水变成蒸汽。
由于直接使用水作为冷却剂和工质，它不需要传热器。
生成的蒸汽直接送入涡轮机来驱动发电机。
3.高温气冷堆核反应堆（HTGR）高温气冷堆核反应堆是一种利用高温气体冷却的堆芯来产生热能的反应堆。
其原理是使用固体燃料，如石墨或陶瓷颗粒，通过核裂变释放热能。
然后通过冷却剂，如氦气，高温液体金属等，将热能转移到热交换器中，并最终转化为蒸汽使发电机运行。
4.快中子反应堆（FBR）快中子反应堆是一种使用高能快中子进行核裂变的堆芯的反应堆。
其原理是利用高质量的钚或钍等燃料产生大量的中子，然后利用这些中子进行核裂变，产生大量的热能。
该反应堆同时可以产生额外的燃料，这使它具有较高的燃料利用率。
石墨、钠、铅和氦等可以用作冷却剂。
5.离子迁移反应堆（IMR）离子迁移反应堆是一种采用离子迁移材料来促进和控制核裂变反应的反应堆。
它使用离子迁移膜，通过离子的迁移使核反应堆得到加速或减速。
通过使用这种材料，离子迁移反应堆可以更好地控制裂变反应速率，使燃料的使用效率更高。
以上是一些常见的反应堆类型及其原理。
各种反应堆根据不同的设计目标和应用需求，采用不同的结构、燃料和冷却剂等技术，但它们的基本原理都是通过控制和利用核能产生热能，然后将其转化为电能。
核工业简单知识点总结
核工业简单知识点总结核工业的基本知识主要包括核能、核反应、核裂变和核聚变、核反应堆、核武器、核燃料循环、核辐射和核安全等内容。
下面将对这些内容进行简单总结。
核能是一种以核反应为基础的能源。
核反应是指原子核内部的能量转变，它包括核裂变和核聚变。
在核裂变反应中，重核裂变为较轻的核，同时释放大量能量；而在核聚变反应中，较轻的核聚变为较重的核，同样释放大量能量。
这些能量可以用来生产电力或者制造核武器。
核反应堆是进行核能利用的设备，它主要用于发电和生产核武器。
核反应堆可以利用核裂变或核聚变反应，产生大量的热能，并将其转化为电能。
目前，世界上主要利用核裂变反应来发电，核聚变反应仍处于实验阶段。
核武器是利用核反应产生的能量来制造的杀伤性武器。
核武器可以分为原子弹和氢弹两种。
原子弹主要利用核裂变反应释放的能量来产生破坏，而氢弹则采用核聚变反应来产生更大的爆炸威力。
核燃料循环是指对核燃料进行再处理和回收利用的过程。
核燃料循环主要包括燃料生产、核废料处理、再处理和回收利用等环节。
通过核燃料循环，可以最大限度地利用核燃料，减少核废料的产生，并延长核燃料的使用寿命。
核辐射是核工业中的一个重要问题。
核反应产生的辐射能够对人体和环境产生严重的危害。
因此，核工业必须严格控制辐射的释放，并采取有效的防护措施，保障人员和环境的安全。
核安全是核工业中至关重要的一环。
核工业的设备和技术本身就具有一定的危险性，再加上核武器和核辐射的存在，使得核工业的安全问题备受关注。
为了确保核工业的安全，各个国家都制定了严格的法律法规和标准，建立了完善的管理体系和监督机制。
总之，核工业是一个非常复杂的领域，涉及的知识点非常丰富。
只有深入学习和了解核工业的基本知识，才能更好地认识核能和核技术的应用和发展，为核工业的健康发展和安全利用提供理论基础和技术支持。
核反应堆知识点
核反应堆知识点核反应堆是用来产生核能的设备，它通过核裂变或核聚变反应释放大量能量。
核反应堆广泛应用于能源生产、医疗、工业和科研等领域。
本文将介绍核反应堆的基本原理、构造、种类以及其在不同领域的应用。
一、核反应堆的基本原理核反应堆利用核裂变或核聚变反应过程中释放的能量来产生热能或电能。
核裂变是指重核（如铀、钚等）在吸收中子后分裂成两个或更多的轻核的过程，这种过程会释放大量的能量。
而核聚变是指轻核（如氢）在高温、高压条件下融合形成较重的核，释放出更大的能量。
核反应堆的基本原理是通过控制中子的释放和吸收来控制核裂变或核聚变过程。
当中子被引入反应堆中，它们会与核燃料发生作用，进而引发核反应。
核反应堆中的反应物质通常是铀或钚等可裂变材料，也可以是氢等可聚变材料。
二、核反应堆的构造核反应堆由反应堆堆芯、冷却剂、控制棒、反应堆容器等部分组成。
1. 反应堆堆芯：反应堆堆芯是核反应堆中最重要的部分，它包含核燃料和中子俘获材料。
核燃料是指发生裂变或聚变反应的物质，通常是铀、钚等放射性物质。
中子俘获材料用于控制中子流，常见的材料包括硼、银等。
2. 冷却剂：冷却剂是用来带走反应堆产生的热能，同时也起到控制温度的作用。
常见的冷却剂包括水、氦气等。
不同类型的反应堆使用不同的冷却剂。
3. 控制棒：控制棒用来控制核反应堆中的中子流量，调节核反应堆的反应速率。
通过插入或抽出控制棒，可以增加或减少中子的释放和吸收。
4. 反应堆容器：反应堆容器是包围核反应堆堆芯的壳体，用来防止辐射泄漏。
反应堆容器通常由厚重的混凝土或钢铁构成，具有很强的防护能力。
三、核反应堆的种类核反应堆按照不同的原理和用途可以分为热中子堆、快中子堆和聚变堆三种主要类型。
1. 热中子堆：热中子堆以热中子作为反应物质，主要用于能源生产。
其反应过程通过控制中子的发射和吸收来调节反应堆的能量输出。
2. 快中子堆：快中子堆以快中子作为反应物质，主要用于产生放射性同位素、进行核辐射疗法和研究物质结构等。
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MHD问题：液态金属磁流体动力学效应，即导电的液态金属在聚变强磁场环境下 引起的附加MHD压降，影响液态金属冷却剂的流动和传热。
ITER
核电站
中国核电站分布
核聚变
相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境 问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎 取之不尽，是理想的能源方式。
以磁约束Tokamak为驱动源的混合堆
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钍基熔盐堆（TMSR） 未来先进核裂变能
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世界第四个散裂中子源预计2018年建成
散裂中子源作为研究物质结构和动力学性质的理想“探针”， 应用十分广泛，建成后，它能为我国在物理学、化学、生命科 学、材料科学、纳米科学、医药和新型核能开发等学科前沿领 域的研究提供一个功能强大的先进科研平台。
核反应堆 可控自持的核裂变反应
压水堆 沸水堆 重水堆 高温气冷堆 钠冷快堆 钍基熔盐堆（TMSR）
压水堆
压水堆使用加压轻水（即普通水）作冷却剂和慢化剂，且水在堆内不沸腾的 核反应堆。燃料为低浓铀。20世纪80年代，被公认为是技术最成熟，运行安全、 经济实用的堆型。
压水堆本体剖面图
压水堆燃料组件图
优点 1.采用次临界堆包层后，混合堆可实现具有商业规模的能量输出，与现有 压水堆/沸水堆水平相当; 2.采用次临界堆包层后，容易实现聚变堆芯的氖自持; 其主要难点在于: 1.采用液态金属冷却的设计都面临MHD问题; 2.脉冲源驱动的次临界堆要解决稳定功率输出的问题; 3.燃料后处理涉及同位素分离。
沸水堆
以沸水堆为热源的核电站。沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力 容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。沸水堆与压水堆同属轻水堆，都具有结构紧凑、 安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。它们都需使用低富集铀作燃料。 沸水堆核电站系统有：主系统（包括反应堆）；蒸汽-给水系统；反应堆辅助系统等。 但发电厂房要做防核处理。
核能 E=mc^2
核裂变
裂变只有一些质量非常大的原子核像铀、钍和钚等才能发生 核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个 或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大 的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行 下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放 出巨大的能量称为原子核能。1千克铀-238的全部核的裂变将 产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1,000 小时)，与燃烧2500吨煤释放的能量一样多。
重水堆
重水堆是以重水作慢化剂的反应堆，可以直接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用 轻水或重水作冷却剂，重水堆分压力容器式和压力管式两类。
高温气冷堆
用氦气作冷却剂，出口温度高的核反应堆。高温气冷堆采用涂敷颗粒燃料，以石 墨作慢化剂。堆芯出口温度为850~1000℃，甚至更高。核燃料一般采用高浓二氧化 铀，亦有采用低浓二氧化铀的。根据堆芯形状，高温气冷堆分球床高温气冷堆和棱 柱状高温气冷堆。
高温气冷堆具有热效率高（40%~41%），燃耗深（最大高达20MWd/t铀），转换 比高（0.7~0.8）等优点。由于氦气化学稳定性好，传热性能好，而且诱生放射性小， 停堆后能将余热安全带出，安全性能好。
钠冷快堆
以液态金属钠作为冷却剂的快中子反应堆 高的热导率，低压的钠系统，钠对快堆材料腐蚀甚微，熔融燃料与钠无剧烈相互