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核反应堆

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[[File:核反应堆.jpeg|有框|右|<big>核反应堆</big>[http://p1.itc.cn/images01/20200616/2c98baca2c764181a4ccd371d8839580.jpeg 原图链接][https://www.sohu.com/a/402221175_638238 来自 搜狐 的图片]]]
''' 核反应堆 ''' (英语:nuclear reactor)是一种启动、控制并维持 [[ 核裂变 ]] [[ 核聚变 ]] 链式反应的装置。相对于核武爆炸瞬间所发生的失控链式反应,在反应堆之中,核变的速率可以得到精确的控制,其 [[ 能量 ]] 能够以较慢的速度向外释放,供人们利用。
核反应堆有许多用途,当前最重要的用途是产生热能,用以代替其他 [[ 燃料 ]] 加热水,产生蒸汽发电或驱动航空母舰等设施运转。一些反应堆被用来生产为医疗和 [[ 工业 ]] 用途的同位素,或用于生产 [[ 武器 ]] 级钚。一些反应堆运行仅用于研究。当前全部商业核反应堆都是基于核裂变的。今天,在世界各地的大约30个 [[ 国家 ]] 里有被用于发电的大约450个核反应堆。
==工作原理==
诱发裂变. 一个中子被U235吸收,形成一个处于激发态的U236,U236不稳定,裂变为两个轻核,并放出2-3个 [[ 中子 ]] 。反应堆的裂变反应原理和 [[ 原子弹 ]] 的原理一样,都是链式反应。但是在反应堆里,核子反应速率较慢 和传统的热电站利用燃烧化石燃料释放热能一样,核电站是由受到控制的核裂变释放的能量转换为热能,进而转化为机械的和电子的能源形式
和传统的热电站利用燃烧[[化石燃料]]释放热能一样,核电站是由受到控制的 核裂变释放的能量转换为热能,进而转化为机械的和[[电子]]的能源形式。
当一个原子数较高的 === 子(例如U-235或Pu-239)吸收一个中子,会形成一个激发态的核子,然后裂变为两个或更多个轻核。释放出动能,伽玛射线和若干个中子,统称为裂变产物。其中有些中子可能被下一个重核吸收,引发下一个 裂变 反应,释放出更多的中子,依此类推。这个反应就是链式反应。===
但是动量太 当一个原子数较 高的 不容易被重核 (例如U-235或Pu-239) 吸收 一个中子 需要慢化剂来减速中 会形成一个激发态的核 ,然后裂变为两个或更多个轻核 而太多 释放出[[动能]],[[伽玛射线]]和若干个 中子 会使反应过快失去控制 我们可以用一 统称为裂变产物。其中有 中子 吸收截面较大的 可能被下一个重 素来 吸收 中子抑制链式 ,引发下一个裂变 反应 。通过 ,释放出更多的 中子 减速剂与吸收剂 来增加和降低 依此类推。这个 反应 速率以控制 就是链式 反应 堆的输出功率
一般常用 但是动量太高 的中子 不容易被重核吸收,需要 慢化剂 有轻水(即H2O)(世界上75%的 来减速中子。而太多中子会使 反应 过快失去控制,我们可以 轻水做慢化剂),固体石墨(20%)(切尔诺贝利电厂为著名 一些对中子吸收截面较大 核素来吸收中 )和重水(即D2O)(5%) 抑制链式反应 在一些实验堆 通过 子减速剂与吸收剂 甲烷 来增加 铍也被用来做慢化剂 降低反应速率以控制反应堆的输出[[功率]]
热能 一般常用 产生中子慢化剂有轻水(即H2O)([[世界]]上75%的反应堆用轻水做慢化剂),固体石墨(20%)(切尔诺贝利电厂为著名的例子)和重水(即D2O)(5%)。在一些实验堆中,[[甲烷]]和铍也被用来做慢化剂。
在反应堆里, === 热能 主要有以下几个来源:的产生===
在反应堆里,[[热能]]主要有以下几个来源: #反应碎片通过和周围原子的碰撞,把自身的动能传递给周围的 [[ 原子 ]]
#裂变反应产生的伽玛射线被反应堆吸收,转化为热能。
#反应堆的一些 [[ 材料 ]] 在中子的照射下被活化,产生一些放射性的元素。这些元素的衰变能转化为热能。这种衰变热会在反应堆关闭后仍然存在一段时间。 1千克235U完全裂变得到的热能等于3千吨 [[ ]] 燃烧所释放的能量。
=== 冷却===
在反应堆里,一般用水做冷却剂(轻水或重水),也有用气体,融盐或是熔态金属的。冷却剂通过泵浦在堆芯里循环流动,同时把通过裂变产生的热传递出来。一般的反应堆的冷却系统和热机是分开的,例如压水堆。也有的反应堆,蒸气是有反应堆直接加热得到的,例如沸水堆。
=== 反应堆控制===
反应堆的输出功率,或者说反应率,是通过控制堆芯内的中子密度和能量来控制的。
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