核电站第四道安全屏障
核电站工作原理
核电站工作原理它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。
蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。
一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。
核电站除了关键设备——核反应堆外，还有许多与之配合的重要设备。
以压水堆核电站为例，它们是主泵，稳压器，蒸汽发生器，安全壳，汽轮发电机和危急冷却系统等。
它们在核电站中有各自的特殊功能。
主泵如果把反应堆中的冷却剂比做人体血液的话，那主泵则是心脏。
它的功用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽发生器，以保证裂变反应产生的热量及时传递出来。
稳压器又称压力平衡器，是用来控制反应堆系统压力变化的设备。
在正常运行时，起保持压力的作用；在发生事故时，提供超压保护。
稳压器里设有加热器和喷淋系统，当反应堆里压力过高时，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时，加热器自动通电加热使水蒸发以增加压力。
蒸汽发生器它的作用是把通过反应堆的冷却剂的热量传给二次回路水，并使之变成蒸汽，再通入汽轮发电机的汽缸作功。
安全壳用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。
万一发生罕见的反应堆一回路水外逸的失水事故时，安全壳是防止裂变产物释放到周围的最后一道屏障。
安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器。
汽轮机核电站用的汽轮发电机在构造上与常规火电站用的大同小异，所不同的是由于蒸汽压力和温度都较低，所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电站的大。
危急冷却系统为了应付核电站一回路主管道破裂的极端失水事故的发生，近代核电站都设有危急冷却系统。
它是由注射系统和安全壳喷淋系统组成。
一旦接到极端失水事故的信号后，安全注射系统向反应堆内注射高压含硼水，喷淋系统向安全壳喷水和化学药剂。
便可缓解事故后果，限制事故蔓延。
注：核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。
只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。
反应堆材料体系概述
31
燃料芯块
• 低富集度的UO2粉末经冷压，高温下烧结。 • 芯块直径8.19mm, 高13.5mm • 制造密度为理论密度的95%
– 密度高，芯块的温度下降 – 降低密度：减少高燃耗时燃料的肿胀
• 辐照的影响
– 热膨胀 – 致密化 – 肿胀 – 裂缝 – 释放气体
蒸汽
汽轮机
发电机
压力容器
蒸发器
水 主泵 主管道水
冷凝器
一回路
二回路
基本参数：
一回路：压力154 bar, 高压水 二回路：压力~55 bar, 出口饱和蒸汽
输配电
26
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
28
29
2003年4月12日，南Texas USA
2002年3月6日，Davis-Besse USA
30
2004年8月9日，日本美滨给水管
Major changes in properties (Hardening, embrittlement, creep, swelling)
23
Radiation effects on materials
24
25
压水堆核电站 Pressurized Water Reactor (PWR)
稳压器
4
“反应堆之父”费米
山东省实验中学人教版高中物理选修3-第5章填空题专项测试题(含答案解析)
一、填空题1．快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（23992U ）很不稳定，经过__________次β衰变后变成钚239（23993Pu ），写出该过程的核反应方程式：___________。
设静止的铀核23992U 发生一次β衰变生成的新核质量为M ，β粒子质量为m ，释放出的β粒子的动能为E 0，假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损___________。
解析：239239092941U Pb 2e -→+()02M m m EMc +∆=[1]核反应方程满足质量数和核电荷数守恒，经过2次β衰变后变成钚239（23994Pb ）；[2]该过程的核反应方程式：239239092941U Pb 2e -→+，[3]运用动量守恒定律和能量守恒定律：mv =Mv ′，0E m E M =新， 20m E mc M E =∆+得()02M m m EMc +∆=。
2．国家重大科技基础设施中国散裂中子源已经通过国家验收，投入正式运行。
它是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。
在某课题研究中核反应方程为234112H H He X +→+，则X 是______。
已知21H 的质量为2.0136u ，31H 的质量为3.0180u ，42He 的质量为4.0026u ，X 的质量为1.0087112u ，该反应释放能量为______MeV 。
（质量亏损1u 释放的能量约931.5MeV)中子1890 解析：中子 18.90 [1][2]中核反应方程为234112H H He X +→+根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：X 的质量数为1，核电荷数为0．所以X 是中子； 反应前质量为2.01363.0180 5.0316u u u +=反应后质量为4.0026 1.00871125.0113112u u u +=反应过程质量亏损为△ 5.0316 5.01130.0202888m u u u =-=反应过程释放的能量△0.020*******.5MeV=18.90MeV E =⨯3．用紫外线照射连有验电器的锌板，发现验电器中金属张开，此时金属箔上带________电；将验电器与锌板断开，并用天然放射线的照射，发现验电器中金属箔合拢，其原因是放射线具有________作用。
核电厂核安全三套试卷
核安全的三要素： ______________三道屏障： _______________ 、__核电厂设计基本原则：反应性控制有三种类型 _________________、 _______________ 、 _______________ 。
IAEA 核安全标准文件的三个层次： __________________ 、 ____________ 、 ___________ 我国核设施的核安全管理分为三个层次 _______________ 、 _____________ 、 _________________ 。
我国核电厂申请许可证由、、 、 、 五.个阶段组成。
国际核事件分级的三个主要准则： ______________ 、____________ 、 ___________ 。
问答题（共57分）核电厂的安全问题，轻水反应堆核电站安全性主要与那些因素有关？（ 5分） 我国HAF102法规对核安全目标的陈述，安全的总目标，以及辐射防护目标 和技术安全目标的含义。
（6分）1、 2、 3、 4、 5、6、 7、 8、 1、 2、3、写出核安全文化的基本定义。
（3 分）4、解释纵深防御的基本概念。
（3 分）6、 5、 设备核安全具体分级，主要设备的安全等级。
（ 6 分）请描述国际主要核事故的分成那 8 级。
请说出5、6、7 三个最高等级事故 的案列（ 7分）7、WAN的10项运行安全指标。
（5分）8、压水核电厂运行工况分类的原则，分为哪几类？（4 分）9、安全分析报告中的八类典型始发事故是什么？（8 分）10、何为失水事故和失流事故。
（4分）11、严重事故管理那两方面的措施。
核电厂严重事故下有哪些主要物理现象（6 分）画图题。
1、请画出安全文化架构图。
（5分）三、论述题（10 分）（字数不少于300字）任意选取一个历史上发生的三件最严重事故即三哩岛事故、切尔诺贝利核事故、福岛事故。
利用所学的知识和自己理解，就事故起因、性质、主要进程、后果、事故级别等级、原因分析和基本教训等方面，具体谈谈自己的想法。
核安全 考试题 修改后
选择题：1、成年人在核电厂受辐射照射最大计量为多少（）A.1smB.5smC10smD20sm日本福岛第一核电厂发生事故的主要原因（）A. 海啸；B. 设计基准出现问题；C. 核电厂建造质量有问题；D. 东电公司应对失误。
核安全的定义是（）；A.物项或服务在使用中能够令顾客满意的工作能力；；B.某一物项和服务所具有的按其对安全的重要性和使；C.完成正确的运行工况、事故预防或缓解事故后果从；D.与数量相反的概念；2.核安全文化的核心是（）；A.质量保证；；B.质量检查；；C.安全管理1、有放射性物质少量的释放，并且部分设施就地应急计划的事故应属于（C）等级的事故A：7 B：6 C：5 D：4压水堆反应性控制主要通过改变 ( D )实现A.燃料芯块数量B.中子注量率C.慢化剂浓度D. 控制棒在堆芯位置E.控制棒的数量2·堆芯熔化可分两种不同类型：高压熔化过程，低压溶化过程.高压过程一般以失去( E )为先导事件A. 全厂断电后，未能及时恢复供电B. 蒸汽发生器传热管破裂，减压失败C. 一回路系统与其他系统结合部的失水事故D. 失去一次侧热阱E. 失去二次侧热阱3·核电厂火灾防护贯彻纵深防御三个层次目标，其中第二层次是（D）A防御火灾发生B防止火灾蔓延C包容火灾和放射性物质扩散D及时探测和扑灭火灾，限制火灾的损害二:下列哪个不是堆心的反应性控制:A控制棒控制B可燃毒物控制C可溶毒物控制D冷却剂控制1.下列哪项不是引起蒸汽发生器传热管断裂的主要原因（D）A.管子承受机械和热应力B.二回路水产生腐蚀C.一回路水产生腐蚀D.蒸汽发生器水位过高2.蒸汽管道破裂事故不是属于（A）类事故A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ3.减少蒸汽发生器传热管断裂，不能采取（C）预防措施A.采用高韧性材料的传热管B.对二回路水进行化学处理C.取消U形传热管支撑隔板D.改进管束底部流动情况1、在没有发生坡口的情况下，蒸汽流量上升事故只可能在负荷上升时出现，引起负荷上升的原因不包括（D）A操作员的误操作B蒸汽旁路控制系统出故障C汽轮机速度调节出故障D给水调节阀意外打开少量原件损坏，但不会严重损坏堆芯，一回路完整性未受损坏，放射性可能微量泄漏，但不影响环境……这类事故称为（ B ）A：极限事故 B：稀有事故 C：严重事故工况 D：假想事故1、下列哪项不是核电厂厂址区调查的采用方法（C）A.钻孔B.槽探C.测试开挖D.地球物理技术2、下列哪项不是设计基准爆炸应确定的参数（B)A.压力B.压力波C.产生的飞射物 C.地面振动 E.毒气释放3、核电厂火灾防护贯彻纵深防御分三个层次目标，其中第二个层次是（D）A.防止火灾发生B.防止火灾蔓延C.包容火灾和放射性物质扩散D.及时探测和扑灭火灾，限制火灾的损害填空题：事故分析的两种方法是（确定论分析方法）、（概率论分析方法）反应性三种控制方法（控制棒）、（可燃毒物棒）、（可溶毒物）核安全的四要素分别是1自然的安全性。
核电常识
核能发电阳江核电站采用压水式反应堆，压水式反应堆核电站主要是由核蒸汽供应系统和汽轮发电机系统组成。
压水式反应堆图解1．反应堆堆芯内进行核裂变并稳定地释放热能。
由于采用稳压器提高系统内的水压，一回路的水受热后不会沸腾。
这些高压水随之将堆芯内产生的热能带走。
2．带热能的高压水经蒸汽发生器内数以千计的传热管，将热能传到管外二回路系统的水内。
二回路系统与一回路系统是完全分隔的。
3．二回路水随即受热沸腾，变成蒸汽，然后推动汽轮发电机组产生电力。
4．蒸汽自汽轮机排出，被三回路的海水冷却后，再循环至蒸汽发生器加热。
防止放射性物质外泄的四道屏障为了落实纵深防御原则,我们在放射性物质(裂变产物)和环境之间设置了四道屏障,只要其中有一道屏障是完整的,就不会发生放射性物质外泄的事故.第一道屏障---燃料芯块（燃料芯块）核裂变产生的放射性物质98％以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放出来.第二道屏障---燃料包壳燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中.第三道屏障---压力边界由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚20厘米的钢质压力容器内,压力容器和整个一回路都是耐高压的,放射性物质不会漏到反应堆厂房中.第四道屏障---安全壳反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物,壁厚近1米,内表面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性进入环境.核电站不会像原子弹那样爆炸核燃料中的有效成分是铀—235，铀—235同样也是原子弹中的核炸药，那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢？不必担心，绝没有这种可能性！■“啤酒烧不着”核燃料中铀—235的含量约为3%，而核炸药中铀—235含量高达90%以上。
核燃料引不起核爆炸，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以点燃，而啤酒则因酒精含量低不能点燃一样。
■发生核爆炸并不简单原子弹同样是一项高技术产品，形成核爆炸有非常严格的条件。
原子弹必须用高浓度的铀－235或钚-239作核装料，以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药，利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状或位置，才能形成不可控的链式裂变反应，发生核爆炸。
2024年核电站安全保阵系统（三篇）
2024年核电站安全保阵系统为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站必须始终坚持质量第一，安全第一的原则。
核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多等级的重迭保护，以确保核电站对功率能有效控制，对燃料组件能充分冷却，对放射性物质不发生泄漏。
纵深防御原则一般包括五层防线，即第一层防线:精心设计、制造、施工，确保核电站有精良的硬件环境。
建立周密的程序，严格的制度，对核电站工作人员有高水平的教育和培训，人人注意和关心安全，有完备的软件环境.第二嘱防线:加强运行管理和监督，及时正确处理异常情况，排除故障。
第三层防线在严重异常情况下反应堆正常的控制和保护系统动作，防止设备故障和人为差错造成事故。
第四层防线:发生事故情况时，启用核电站安全系统包括各外设安全系统加强事故中的电站管理，防止事故扩大保护反应堆厂房安全壳。
第五层防线万一发生极不可能发生的事故并伴有放射性外泄启用厂内外应急响应计划努力减轻事故对周围居民和环境的影响。
按照纵深防御的原则，目前的设计在核燃料和环境外部空气)之间设置了四道屏障指中国目前使用的压水堆核电站。
即第一道屏障燃料芯块核然料放在氧化铀陶瓷芯块中并使得大部分裂变产物和气体产物9s%以上保存在芯块内。
第二道屏障:嫌料包壳，燃料芯块密封在铅合金制造的包壳中构成核燃料芯棒错合金具有足够的强度且在高温下不与水发生反应。
第三道屏障：压力管道和容器冷却剂系统将核燃料芯棒封闭在20cm以上的钢质耐高压系统中避免放射性物质泄漏到反应堆厂房内。
第四道屏障：反应堆安全壳用预应力钢筋混凝土构筑壁厚近100cm,内表面加有0.6cm的钢衬，可以抗御来自内部或外界的飞出物，防止放射性物质进入环境。
核电站配置的外设安全系统包括：①隔离系统，用来将反应堆厂房隔离开来，主要有自动关闭穿过厂房的各条运行管道的阀门收集厂房内泄漏物质将其过滤后再排出厂外。
②注水系统在反应堆可能失水时，向堆芯注水，以冷却燃料组件避免包壳破裂，注入水中含有硼，用以制止核链式反应。
核能发展的利与弊
核能发展的利与弊吴瀚中国石油大学（华东)信息与控制工程学院电气1605 1605030521摘要：随着社会的发展，人们对于能源的需求越来越多，然而地球上的化石能源正越来越少，并且带来了许多环境问题。
所以，我们继续一种新的相对清洁的能源，而核能恰好符合这些条件。
诚然，核能作为新生事物，必然有其两面性。
它所带来的运行与废料处理问题不容忽视，但我们可以加速技术的研发，解决这些问题，让核能能更好地为我们服务。
关键词：核能、利弊、发展历程、解决方法引言：19世纪末，英国物理学家汤姆逊发现电子。
从此，人们开始逐渐揭开原子核的神秘面纱。
在1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，紧随其后的是法国物理学家贝克勒尔于1896年发现了放射性。
到了1898年居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。
经过三年又九个月的艰苦努力，居里夫人于1902年又发现了放射性元素镭。
在1905年爱因斯坦提出质能转换公式，而到了1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子，之后，1935年英国物理学家查德威克发现了中子。
1938年德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象，从此，人们意识到隐藏在核内的巨大能量。
于1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。
1945年8月6日和9日美国的两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎，伴着巨响，核能终于为世人所熟知。
1954年苏联建成了世界上第一座商用核电站——奥布灵斯克核电站。
从此人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。
美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开核能应用研究。
到2017年，全世界已有30个国家拥有核电站，全球运行核电站数量已有441座，其中绝大部分是压水堆核电站。
目前，只有核裂变被用于核能发电，而核聚变，乐观地估计，还需50年实现商业化。
由于自然界有很多核聚变所需的氢同位素，且不会产生核废料的问题，所以各国在积极地发展受控核聚变，最著名的便是托卡马克受控热核反应装置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
核电站第四道安全屏障
核电厂安全的基本目标是确保公众和核电厂工作人员在所有运行条件下受到的辐射照射保持在适当的规定限度内；事故状态下的辐射保持在可接受的限度内。
为了实现这一基本目标并确保充分安全，核电厂的设计必须满足以下一般安全要求:在所有运行工况下，提供确保安全停堆的手段，维持安全停堆状态，并在事故工况期间和之后从堆芯移除余热；提供减少放射性物质可能释放的手段，确保运行工况期间和之后的任何释放不超过规定的限值，同时确保事故工况期间和之后的任何释放不超过可接受的限值。
因此，在核电站的设计中设置了四道反应堆安全屏障。
第一道屏障——核燃料芯块。
现代反应堆广泛采用耐高温、耐辐射和耐腐蚀的二氧化铀陶瓷核燃料。
经过烧结、磨光的这些陶瓷型的核燃料芯块能保留住98%以上的放射性裂变物质不使逸出，只有穿透能力较强的中子和γ射线才能辐射出来。
这就大大减少了放射性物质的泄漏。
第二道屏障——锆合金包壳管。
二氧化铀陶瓷芯块被装入包壳管，叠成柱体，组成了燃料棒。
由锆合金或不锈钢制成的包壳管必须绝对密封，在长期运行的条件下不使放射性裂变产物逸出，一旦有破损，要能及时发现，采取措施。
第三道屏障——压力容器和封闭的一回路系统。
这屏障足可挡住放射性物质外泄。
即使堆芯中有1%的核燃料元件发生破坏，放射性物质也不会从它里面泄漏出来。
第四道屏障——安全壳厂房。
它是阻止放射性物质向环境逸散的最后一道屏障，它一般采用双层壳体结构，对放射性物质有很强的防护作用，万一反应堆发生严重事故，放射性物质从堆
内漏出，由于有安全壳厂房的屏障，对厂房外的环境和人员的影响也微乎其微。