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。
高考物理科普核能与核反应堆
高考物理科普核能与核反应堆高考物理科普：核能与核反应堆核能与核反应堆是高考物理中重要的考点，也是热门话题之一。
本文将从核能的定义、核反应堆的结构与原理、核能的利与弊等方面进行科普介绍，帮助考生全面了解核能与核反应堆。
一、核能的定义及特点核能是指在核反应中释放出的能量。
它具有以下特点：1. 高能量密度：核能是化学能的百万倍以上，能量密度远远高于其他能源形式，因此核能在工业和航天领域有着广泛的应用。
2. 稳定性：核能源稳定可靠，燃料储备量大，可以满足长期能源需求。
3. 低排放：与燃烧化石燃料相比，核能几乎不产生二氧化碳等温室气体，对环境污染更少。
二、核反应堆的结构与原理核反应堆是利用核裂变或核聚变释放出的能量来产生热能的装置。
核反应堆由以下主要部分组成：1. 燃料棒：核反应堆中的燃料棒一般采用铀或钚等放射性物质，这些物质在裂变时会释放出大量能量。
2. 反应堆堆芯：核反应堆中的反应堆堆芯包含了大量的燃料棒，通过合理的布局和结构设计，能够实现核反应链式裂变反应。
3. 冷却剂：核反应堆中的冷却剂主要用来稀释中子、控制核反应速率和带走反应堆产生的热能。
4. 减速剂：减速剂通常使用轻水、重水或者石墨等物质，能够减缓中子的速度，提高中子与核反应物质的作用概率。
核反应堆的原理分为两种：核裂变和核聚变。
核裂变是指重核的原子核在被激发后分裂成两个或多个较为稳定的核，并释放出大量能量。
常见的核裂变反应是铀的裂变，产生的核裂变产物主要是释放出的能量和中子。
核聚变是将轻核的原子核融合成较重的核，释放出巨大的能量。
常见的核聚变反应是氢的聚变，产生的核聚变产物主要是释放出的能量和中子。
三、核能的利与弊核能作为一种重要的能源形式，具有一系列的利与弊。
利：1. 高效能源：核能能够在较小的体积内释放出巨大的能量，相比传统能源更加高效。
2. 减少温室气体排放：核能几乎不产生二氧化碳等温室气体，可以有效减少对全球气候变暖的影响。
3. 燃料储备丰富：核燃料储备丰富，可以满足长期能源需求。
反应堆介绍
热中子反应堆反应堆是指能够在受控下(所以不会发生原子弹那样爆炸)持续进行核裂变链式(连锁)反应的装置。
所以把它叫做“堆”，是因为世界上第一个核反应堆是用石墨块(用以控制反应速度) 和金属铀块(反应燃料)一层一层交替地“堆”起来而构成的。
后来，其他不用石墨的核反应装置，仍沿用这种叫法。
热中子反应堆是一种进行核裂变的反应堆。
目前，已经实用化的核反应堆有轻水堆和重水堆(重水是氢的同位素氘(重氢)同氧的化合物)之别。
目前使用的多为轻水堆。
在轻水堆中，水被兼作减速(和石墨一样起控制反应速度的作用)和冷却用。
轻水堆又可分为压水型和沸腾水型的，现在大多数核电站用的都是压水型的。
压水堆最初被用作核潜艇的动力。
它的冷却水分为一次系统和二次系统两部分。
一次系统的冷却水保持在约160气压这样的高压，所以加热到约325℃仍能保持为液体状态。
为了吸收核裂变中的中子，水中加入一点硼，用以调整核反应的速度。
一次冷却水直接同核袭变部分接触，将它产生的热量带走。
经由蒸气发生器进行热交换，使二次冷却水被加热至沸腾。
二次冷却水在60大气压下被加热到275℃，成为蒸气用以驱动发电用的汽轮机。
压水堆利用浓缩铀工厂提供的低浓度铀235作为核燃料。
铀235是铀的一种放射性同位素，是自然界中唯一存在的裂变核燃料。
裂变中产生的中子，或被燃料棒中铀238所吸收，或使铀235发生裂变，或逸出于燃料棒之外。
如中子速度快，则使铀235发生裂变的机会就小了，所以要用水(轻水或重水)和石墨作为减速材料，放在燃料棒四周，使中子速度减慢以有助于使铀235发生裂变。
减速后的中子能量最后都变为热能，为了把它运到外部，需要使用冷却材料(通常也用水)。
把含有硼等吸收中子物质的控制棒放在堆芯中，当它插入燃料中时，产生的中子数量达不到临界值，裂变无法连续进行下去。
当控制棒拔起来时，中子数目加多，通过连销反应，铀的裂变便可连续进行下去。
这种速度变慢的中子称为热中子，利用热中子使铀235裂变的核反应堆，称为热中子反应堆。
反应堆简介[资料]
![反应堆简介[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/e4908e7f001ca300a6c30c22590102020740f2eb.png)
反应堆简介反应堆反应堆在原子能的和平利用中，最典型的当数原子能发电，也称核电。
如果说原子弹的爆炸是瞬间、不受控制地进行的铀-235或钚-239核裂变链锁反应的结果，那么原子能发电站利用的能量是来受控状态下持久进行的铀-235或钚-239核裂变链锁反应。
一种可以人为控制核裂变反应快慢并能维持链锁核裂变反应的装置叫做反应堆。
费米发明的反应堆是用来生产钚-239的，这种反应堆叫做生产堆。
原子能发电站的核心也是反应堆，它是用反应堆内核裂变反应产生的巨大热量生成饱和蒸汽驱动气轮机发电，这种反应堆叫做动力堆。
原子能发电与用煤、用油发电的区别仅在于产生热量的装置不同，前者是原子能反应堆，后者是燃煤、燃油锅炉。
反应堆的类型很多，但它主要由活性区，反射层，外压力壳和屏蔽层组成。
活性区又由核燃料，慢化剂，冷却剂和控制棒等组成。
现在用于原子能发电站的反应堆中，压水堆是最具竞争力的堆型（约占61%），沸水堆占一定比例（约占24%），重水堆用的较少（约占5%）。
压水堆的主要特点是：1）用价格低廉、到处可以得到的普通水作慢化剂和冷却剂，2）为了使反应堆内温度很高的冷却水保持液态，反应堆在高压力（水压约为15.5 MPa ）下运行，所以叫压水堆；3）由于反应堆内的水处于液态，驱动汽轮发电机组的蒸汽必须在反应堆以外产生；这是借助于蒸汽发生器实现的，来自反应堆的冷却水即一回路水流入蒸汽发生器传热管的一侧，将热量传给传热管另一侧的二回路水，使后者转变为蒸汽（二回路蒸汽压力为6—7 MPa，蒸汽的温度为275—290 ℃）；4）由于用普通水作慢化剂和冷却剂，热中子吸收截面较大，因此不可能用天然铀作核燃料，必须使用浓缩铀（铀-235的含量为2—4%）作核燃料。
沸水堆和压水堆同属于轻水堆，它和压水堆一样，也用普通水作慢化剂和冷却剂，不同的是在沸水堆内产生蒸汽（压力约为7 MPa），并直接进入气轮机发电，无需蒸汽发生器，也没有一回路与二回路之分，系统特别简单，工作压力比压水堆低。
核反应堆简介
2)重水慢化、沸腾轻水冷却堆核电站：这种堆是英国在坝杜堆（重水慢化、重水冷却堆）的基础上发展起来的。加拿大所设计的重水慢化重水冷却反应堆的容器和压力管都是水平布置的。而重水慢化沸腾轻水冷却反应堆都是垂直布置的。它的燃料管道内流动的轻水冷却剂，在堆芯内上升的过程中，引起沸腾，所产生的蒸汽直接送进汽轮机，并带动发电机。
除了235U等裂变可以放出核能外，氢的同位素，如氚（3H）的原子核在一定条件下也可以聚合成氦（He）原子核，同时放出能量，这也是核能的一种形式。我们通常将核裂变反应放出的核能称为“裂变能”，而核聚变反应放出的核能称为“聚变能”。
由于受当今技术发展的限制，国际上还没有掌握对核聚变反应进行有效的控制方法，所以除用于军事之外，利用核聚变原理进行核能发电的技术远未达到应用水平，而目前利用重核裂变原理进行发电的技术已经获得了广泛应用。
从维修来看，压水堆因为一回路和蒸汽系统分开，汽轮机未受放射性的沾污，所以，容易维修。而沸水堆是堆内产生的蒸汽直接进入汽轮机，这样，汽轮机会受到放射性的沾污，所以在这方面的设计与维修都比压水堆要麻烦一些。
2．2．3 重水堆
以重水作慢化剂的核反应堆堆型。冷却剂可以是重水、 轻水或二氧化碳。重水是氘氧化合物(D2O)，它是热中子反应堆最理想的慢化剂，由于价格昂贵，重水系统的密闭性要求高，还需对外泄的重水进行回收、提纯，以提高核电站的经济性和安全性，主要堆型是加拿大研制的CANDU型。
核反应堆简介
【摘要】本文介绍了核能的概念、核能发电原理、核电站反应堆堆型及其优缺点
什么是反应堆
什么是反应堆反应堆是一种用于进行核反应的设备，它是核能利用的重要组成部分。
本文将介绍反应堆的基本概念、工作原理、种类以及应用领域。
一、基本概念反应堆是指能维持和控制核反应的结构，通过核裂变或核聚变产生大量能量。
它通常由燃料、冷却剂、冷却剂循环系统、控制系统、反应堆压力容器、屏蔽材料等组成。
二、工作原理反应堆中的核反应是通过控制核裂变链式反应来实现的。
核燃料经过裂变释放出的中子引发新的裂变反应，形成链式反应。
同时，通过控制系统调整反应速率，维持核链式反应处于稳定状态。
三、种类1. 根据燃料类型：（1）热中子反应堆：使用热中子来维持链式反应，主要燃料为铀-235或钚-239等。
（2）快中子反应堆：使用快中子来维持链式反应，主要燃料为钚-239或铀-233等。
2. 根据冷却剂类型：（1）水冷反应堆：使用水作为冷却剂，主要有压水堆和沸水堆等类型。
（2）气冷反应堆：使用氦气或二氧化碳作为冷却剂，可以提高燃料利用率。
（3）液态金属冷却反应堆：使用钠或铅等液态金属作为冷却剂，具有良好的传热性能和安全性。
3. 根据反应堆用途：（1）核电站反应堆：用于发电，主要以压水堆和沸水堆为主。
（2）核动力反应堆：用于舰船、潜艇等核动力设备，主要以压水堆为主。
（3）核研究反应堆：用于核科学研究和同位素生产等，种类多样化。
四、应用领域反应堆在能源、医学、环境保护等领域具有广泛应用：1. 能源领域：核电站利用反应堆产生电能，是清洁能源的重要组成部分。
2. 医学领域：核反应堆可以用于医学同位素生产，用于放射治疗、医学影像等。
3. 环境保护领域：核技术可以用于处理放射性废物、监测环境污染等。
总结：反应堆是核能利用的基础设施，它能以安全有效的方式利用核能，产生电能、医学同位素等。
不同类型的反应堆在不同的领域有着广泛的应用，为人们的生活和社会发展提供了重要支持。
核反应与核能利用知识点总结
核反应与核能利用知识点总结一、核反应的基本概念核反应是指原子核在受到外界作用时，其结构发生改变，从而释放出巨大能量的过程。
核反应主要分为两种类型：核裂变和核聚变。
核裂变是指重原子核（如铀、钚等）在受到中子轰击时分裂成两个或多个较轻原子核，并同时释放出大量能量和中子的过程。
这个过程中，原子核的质量会发生亏损，根据爱因斯坦的质能方程 E=mc²，亏损的质量会转化为巨大的能量。
核聚变则是指轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在高温、高压等条件下聚合成较重原子核（如氦），并释放出巨大能量的过程。
二、核裂变1、核裂变的原理以铀-235 为例，当一个中子撞击铀-235 原子核时，它会被吸收并形成一个不稳定的铀-236 原子核。
这个原子核会迅速分裂成两个较小的原子核，并释放出 2 3 个中子以及大量的能量。
释放出的中子又可以继续撞击其他铀-235 原子核，引发链式反应，从而释放出更多的能量。
2、核裂变的应用核裂变的主要应用是核电站和原子弹。
在核电站中，通过控制核裂变反应的速度，使核能缓慢释放，将水加热成蒸汽，驱动涡轮机发电。
而原子弹则是利用核裂变在瞬间释放出巨大能量，造成极具破坏力的爆炸。
3、核反应堆核反应堆是实现可控核裂变的装置。
它通常由核燃料（如铀棒）、慢化剂（如水、石墨等，用于减慢中子速度，增加中子与原子核的碰撞机会）、控制棒（用于吸收中子，控制反应速度）、冷却剂（如液态钠、水等，用于带走热量）和防护层（用于防止放射性物质泄漏）等部分组成。
4、核废料处理核裂变反应会产生放射性废料，这些废料具有很强的放射性和毒性，需要妥善处理和存放。
目前常见的处理方法有深埋、固化等，但仍然存在一定的环境风险。
三、核聚变1、核聚变的原理核聚变是两个轻原子核结合成一个较重原子核的过程。
在这个过程中，由于原子核之间存在强大的静电斥力，需要极高的温度和压力才能使它们克服斥力而靠近并发生融合。
当核聚变发生时，同样会有质量亏损，从而释放出巨大的能量。
反应堆核电站课件PPT
contents
目录
• 核能与核电站概述 • 反应堆核电站的构成与运行 • 反应堆核电站的燃料循环与处理 • 反应堆核电站的环境影响与监管 • 反应堆核电站的发展趋势与未来展望
01 核能与核电站概述
核能的基本原理
01
02
03
核裂变
重原子核分裂成两个较轻 的原子核，同时释放出巨 大能量。
开展核能基础研究、应用研究和前沿技术研究， 推动核能技术创新。
核能学术交流
通过学术会议、研讨会等方式，促进核能领域的 学术交流和合作。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
评估内容主要包括对空气、水、土壤等环境因素的监测和评价，以及对生态、人体 健康等方面的影响分析。
评估过程中需综合考虑核电站的选址、设计、建设和运营等多个阶段的环境影响， 以确保核电站建设和运营的可持续性。
核电站的辐射防护与控制
核电站的辐射防护与控制是确保 核电站安全运行的重要保障措施
。
辐射防护与控制主要包括对放射 性物质的监测、控制和处置，以 及对工作人员和公众的防护措施
核聚变
轻原子核结合成重原子核 ，同时释放出巨大能量。
核反应
通过控制核反应速度，实 现核能的平稳释放。
核能的优点与缺点
优点
能量密度高、能源稳定、对环境 影响小等。
缺点
核废料处理困难、安全风险、政 治风险等。
核电站的种类与工作原理
压水堆核电站
利用反应堆内的高压水作 为冷却剂，将核能转化为 热能，再通过蒸汽轮机转 化为电能。
反应堆类型
根据用途和堆型，反应堆可以分为压 水堆、沸水堆、重水堆等。
反应堆核电站的主要系统
反应堆系统
综合知识第二章核反应堆基础(精简版)
第二章核反应堆工程基础引言（P21）1.1942年12月1日由美国科学家费米领导在芝加哥大学运动场看台下面建立了石墨反应堆，首次实现了原子核链式反应，开创人类利用核能新纪元。
2.核电、水电、火电一起构成世界电力能源的三大支柱。
核能是公认的经济、清洁、技术先进、具有广阔发展前景的能源。
3. 核反应堆是一种综合的技术装置，用来实现重元素的可控自持链式裂变反应。
4.核反应堆由堆芯、冷却剂系统、慢化剂系统、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。
5.核反应堆堆芯是核燃料存放的区域，核裂变链式反应就在其中进行。
6.链式裂变反应释放出来的能量，绝大部分首先在燃料元件内转化为热能，然后通过热传导、对流换热和热辐射等方式传递给燃料元件周围的冷却剂，再由冷却剂带载到堆芯外，通过热力系统转化为所需的动力。
第一节 核裂变及核能的利用（P21-25）1. 核裂变的发现：（1）哈恩和斯特拉斯曼于1939年1月正式确认，中子束辐照铀靶的产物中，观察到了56Ba 和57La 的放射性同位素。
（2）迈特纳（Meitner L ）和福里施（Frisch O ）对上述实验事实进行了解释，指出铀核的稳定性很差，在俘获中子之后本身分裂为质量差别不很大的两个核，裂变（Fission ）一词就是由他们提出来的。
（3）裂变现象的发现，立刻引起人们极大的注意。
这不仅是因为在裂变过程中释放出巨大的能量，而且在裂变过程中都伴随着中子的发射。
这些中子将使裂变自动地继续下去，形成链式反应，从而使原子能的大规模利用成为可能。
（4）发现裂变到链式反应堆的建立，仅仅花了4年的时间，1942年12月第一个铀堆在美国投入运行。
2. 三分裂的概率很小，约为千分之三。
一、自发裂变与诱发裂变（P22-23）1.在没有外来粒子轰击下，原子核自行发生裂变的现象叫自发裂变；在外来粒子轰击下，原子核才发生裂变的现象称为诱发裂变。
2.1自发裂变（P22）1.自发裂变的一般表达式：2.在自发裂变的母核与裂变产物间满足如下的关系：A=A 1+A 2；Z=Z 1+Z 2，即粒子数守恒和电荷数守恒。
核能利用及原子反应堆设计
核能利用及原子反应堆设计核能是指通过核反应获取能量的一种方式。
核能的利用广泛应用于电力产生、医疗和工业领域。
原子反应堆是核能利用的关键设备，它是通过控制核反应，产生热能，然后将热能转化为电能。
核能利用的好处之一是它能够提供大量的电力。
与化石燃料相比，核能发电不会产生空气污染物和温室气体。
核能发电不需要大量的燃料，因此可以减少矿物资源的消耗。
同时，核能发电厂可以提供大规模的稳定电力，不受天气和季节的限制。
核能的利用也有一些挑战和风险需要克服。
最大的风险是核辐射，核反应的过程会释放出大量的辐射。
因此，在设计原子反应堆时，必须采取严格的安全措施来确保辐射的控制和防护。
另一个挑战是核废料的处理。
核能产生的废料需要妥善处理和储存，以防止对环境和人类健康造成潜在的威胁。
原子反应堆的设计是核能利用的基础。
不同类型的反应堆具有不同的设计特点和适用场景。
以下是几种常见的原子反应堆设计：第一种是压水堆反应堆（PWR）。
在PWR中，冷却剂和工作剂是分开的，反应堆的核燃料位于压力容器中。
冷却剂经过核燃料后，被加热为高温高压的蒸汽，然后交给发电厂的蒸汽轮机驱动发电。
PWR 是目前最常见和商业化程度最高的反应堆类型。
第二种是沸水堆反应堆（BWR）。
与PWR不同，BWR直接使用冷却剂作为工作剂，冷却剂通过核燃料后形成蒸汽，直接进入蒸汽轮机发电。
BWR的设计相对简单，但冷却剂中可能含有放射性物质，需要定期检查和维护。
第三种是重水堆反应堆（CANDU）。
CANDU使用重水作为冷却剂和工作剂，并采用自然循环的方式来驱动发电。
CANDU反应堆可以使用天然铀作为燃料，延长燃料周期，减少燃料成本。
重水堆的设计也相对简单，但需要额外的设备来处理重水。
除了上述提到的传统反应堆设计，还有更先进的反应堆概念，如高温气冷堆（HTGR）和钠冷堆。
高温气冷堆采用气体冷却剂，具有更高的燃烧温度和热效率。
钠冷堆通过钠冷却剂来提高传热性能，使反应堆的工作温度达到更高的水平，可以增加反应堆的效率和灵活性。
核反应及其应用之反应堆
No.8
核聚变（Nuclear fusion）
指由质量小的原子， 主要是指氘或氚，在 一定条件下（如超高 温和高压），发生原 子核互相聚合作用， 生成新的质量更重的 原子核，并伴随着巨 大的能量释放的一种 核反应形式。
2021年6月23日8时7分
No.9
核聚变的两大优点
核聚变能可为人类提供“取之不尽用之不竭”的能源。 地球上仅在海水中就有45万亿吨氘，1升海水中所含的 氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出 的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂 变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍，可以说 是取之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但 靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。
高温气冷堆的核燃料是富集度为90%以上(也有的高温气 冷堆采用中、低富集度)的二氧化铀或碳化铀。首先将二 氧化铀或碳化铀制成直径小于1mm的小球，其外部包裹 着热解碳涂层和碳化硅涂层.将这种包敷颗粒燃料与石墨 粉基体均匀混合之后，外面再包一些石墨粉，经复杂的 工艺加工制成直径达60mm的球形燃料元件。由于每颗 包敷颗粒燃料小球有多层包壳，而且包敷颗粒燃料小球 间有石墨包围，所以这种燃料元件在堆内几乎不会破裂。
在压水堆核电厂中，一回路的冷却剂通过堆芯时被加热， 随后在蒸汽发生器中将热量传给二回路的水使之沸腾产 生蒸汽。
2021年6月23日8时7分
No.15
压水堆优缺点
用轻水作慢化剂和冷却剂的压水堆最显著的特点是结 构紧凑，堆芯的功率密度大。
压水堆核电站结构紧凑，堆芯功率密度大，加上轻水 的价格便宜，导致压水堆在经济上基建费用低和建设 周期短。
重水堆的功率密度低。由于重水慢化能力比轻水低，为了使裂变产生的快中 子得到充分的慢化，堆内慢化剂的需要量就很大。再加上重水堆使用的是天 然铀等原因，同样功率的重水堆的堆芯体积比压水堆大十倍左右。
- 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)。
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
中国科学家在自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置EAST这一研究平 台上，针对未来ITER400秒高参数运行的一些关键科学技术问题，开展了全面 的实验研究，通过集成创新，实现了411秒、中心等离子体密度约2×1019m-3、 中心电子温度大于两千万度的高温等离子体放电，以一个数量级的提升再创国 际最长时间记录，同时还获得了大于30秒的高约束等离子体放电，标志着我国 在稳态高约束等离子体研究方面走在国际前列，也为国际热核实验聚变堆ITER 和我国未来独立设计建设运行聚变堆奠定了坚实的科学和技术基础。
钍基熔盐堆（TMSR） 未来先进核裂变能
优势： 1.熔盐堆安全，钍元素量多，可解决铀矿不足的问题。 2.在堆芯区域没有高压蒸汽，只有低压的熔融盐。 挑战： 1.在致密的熔盐堆芯中，高中子通量和高温能改变石墨慢化元件的形状 2.熔盐的提纯，有毒产物的处理
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