什么是核反应堆(Nuclear Reactor)?

核反应堆是一种科学设备,用来产生像铀这样的可裂变元素的受控连锁反应。核反应堆可用于多种用途,包括发电、生产核燃料,以及科学研究。从美国的科学实验室到法国的乡村,世界上许多地区都能找到各种设计的核反应堆,截至2009...
核反应堆是一种科学设备,用来产生像铀这样的可裂变元素的受控连锁反应。核反应堆可用于多种用途,包括发电、生产核燃料,以及科学研究。从美国的科学实验室到法国的乡村,世界上许多地区都能找到各种设计的核反应堆,截至2009年,法国大约75%的电力需求依赖于核电。核反应堆产生的多余蒸汽,核反应堆依靠一种叫做裂变的过程,当一个重元素吸收一个中子并分裂成两个较轻的元素时发生。在这个过程中,元素释放能量。在受控的裂变反应中,这种能量可以用于各种活动,在诱使下形成一个链式反应,促使其他可裂变元素也分裂。不受控制的反应会产生核弹。核潜艇使用核反应堆加热水,驱动蒸汽涡轮机提供推进力。在核反应堆内,燃料棒组成一个可裂变元素被插入慢化剂中,慢化剂是一种能使中子减速以鼓励裂变的材料。核反应堆的操作员可以使用控制棒来控制反应,控制棒是由吸收中子的材料制成的。当燃料棒与燃料一起放入反应堆堆芯时,它们吸收中子,减缓或停止裂变过程,当它们上升时,它们允许燃料棒吸收中子并进行裂变燃料棒会周期性地耗尽,需要用新的燃料进行更换,乏燃料必须小心处理以避免产生污染。核电站控制中心的布局设计尽可能符合人体工程学。核反应堆还需要冷却剂来将热量从堆芯转移出去。热是裂变的副产品,事实上,这可能是反应堆操作员的目标,因为它可以通过产生蒸汽来发电,蒸汽推动涡轮机。当核反应堆用于科学研究时,热量可能是不受欢迎的副产品,尽管有些反应堆设计用于研究和发电,以达到最大效率。核反应堆的控制和控制涉及大量的系统。产生受控反应的固有风险是反应可能会失控。这一问题有很多种解决旨在保证反应堆安全运行的故障保险和安全技术。核反应堆发生的重大事故相对较少,而那些事故往往发生在支撑基础设施不足的旧反应堆中。核事故周围的区域通常不让人进入几年甚至几十年来为了减少接触。
  • 发表于 2020-09-06 14:56
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  • 分类:科学教育

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