什么是核反应堆:工作及其应用

首先反应器设计用于炸弹以产生239倍。之后,这些反应器用于不同的目的发电并且还用于推进船舶,用于产生放射性同位素和供应热量。有不同类型的核反应堆,不同的设计中可用的,这些反应堆中的发电主要取决于核裂变。通常使用的反应器是PWR(加压水反应器),BWR(沸水反应器)和PHWR(加压重水反应器)。本文讨论了核反应堆,组件和类型的概述。

什么是核反应堆?

定义:核反应堆是核中的重要系统发电厂。它们包括用一种叫做裂变的方法产生热量的核反应。所产生的热量可以用来制造蒸汽来纺丝涡轮。这样可以生成电力。在全球范围内,有数百种商业反应堆在那里,在90件上方的反应堆位于美国。因此,核电是可靠和无碳电力的最大能源之一。


核反应堆如何工作?

核反应堆的主要功能是控制核裂变。核反应堆工作原理是核裂变,它是用于分裂的一种方法原子发电。核反应堆使用铀将加工成微小的陶瓷颗粒并将其共堆叠成燃料棒。燃料组件可以通过一堆上述200燃料杆形成。通常,可以基于功率水平通过这些组件制造反应器芯。

在核反应堆的血管中,燃料棒放置在水中。因此,它可以像冷却液一样行动,以及调解员,以帮助降低中子的速度。这些中子可以通过裂变产生以维持链反应。

之后,可以将控制杆放入反应器核中以降低反应速率。通过裂变过程产生的热量可以使水进入蒸汽以旋转用于产生无碳电力的涡轮机。

组件

必要的核反应堆的组成部分主要包括以下内容。核反应堆图如下所示。


核反应堆方框图
核反应堆方框图
  • 核心
  • 反射器
  • 控制杆
  • 主持人
  • 冷却剂
  • 涡轮
  • 容器
  • 冷却塔
  • 屏蔽

核心

反应器中的核心包括产生热量的核燃料。它包括具有较少富集,控制系统和结构材料的铀。芯的形状是直径为5至15米的圆筒。核心包括许多单独的燃料销。

反射器

反射器围绕芯布置以复制从芯的表面溢出的中子的背面。

控制杆

核反应堆控制杆设计有重质量元素。这的主要功能是吸收中子。这样它就可以继续或停止反应。这些棒的主要例子是铅,镉等。
这些棒主要用于开始反应器,将反应保持在恒定水平,并关闭反应器。

主持人

的主要功能在核反应堆中的主持人是从高能量水平和高速度慢下中子。因此,中子有机会将燃料棒击中。

目前使用的现代主导体主要包括水H2O,重水D2O,铍和石墨。主持人的性质是热的稳定性高,辐射和化学稳定性,不腐蚀性等。

冷却剂

用于通过芯通过芯,液体钠,重水,氦气或其他东西将热量从燃料转移到涡轮机的材料称为冷却剂。冷却剂的特征主要包括熔点是低,沸点高,无毒,粘度较小,辐射和化学稳定性等。常用的冷却剂是Hg,He,Co2,H2O。

涡轮

涡轮机的主要功能是将热能从冷却剂装置转移到电力。

容器

安全壳将核反应堆与周围环境隔开。一般来说,这些都是圆顶形的,采用高密度钢钢筋混凝土设计。

冷却塔

某些类型的发电厂使用它们以使由于热力学定律而言不能改变为热能的剩余热量。这些塔是核能的双曲线符号。这些塔可以产生简单的淡水蒸气。

屏蔽

它保护工人免受辐射的影响。在裂变过程中,可以形成像阿尔法、贝塔、伽马、快中子和慢中子这样的粒子。因此,为了安全起见,反应堆周围使用了混凝土或厚铅层。可以使用厚厚的塑料或金属层来阻止α和β粒子。

核反应堆的类型

在全球范围内,有不同类型的核反应堆。基于其设计,它采用铀使用不同浓度的铀,主持人将裂变和冷却剂的过程延迟到传热。PWR或加压水反应器是最常见的反应器类型。

PWR /加压水反应器

这些类型的反应器最常在全球范围内使用。它使用正常水,如主持人以及冷却剂。在此,可以冲动冷却剂以使其在蒸汽中停止以在该过程中保持蒸汽。强大的泵使用管道移动水,将热量从次循环中从煮沸水转移。所得到的蒸汽驱动涡轮发电机以产生电力。

BWR /沸水反应器

在这些反应器中,轻战类似于冷却剂以及主持人。冷却剂被搁置在低压以煮沸水。蒸汽可以直接供应到涡轮发电机以产生电力。

压力重水反应堆

这些反应堆也被称为CANDU型反应堆。这些反应堆约占全球核反应堆的12%。这些主要用于加拿大所有的核电站。这些反应堆使用像冷却剂和慢化剂一样的重水。作为燃料,它使用天然铀,因为在压水堆中,冷却剂可以用不同的循环来煮沸正常的水。

气冷反应器

这些反应器仅在英国使用。这些可用两种类型可用,即Magnox和Agr(先进的气体冷却反应器)。这些反应器使用CO 2,如冷却剂和石墨,如主持人。磁铁中使用的燃料是天然铀,而在农业中,它使用增强铀。

轻型水石墨反应堆

这些反应器用于国家俄罗斯。因此,这些反应器使用普通水作为调节器等冷却剂和石墨。在沸水反应器中,冷却剂在整个反应器中供应时沸腾。产生的蒸汽将直接向涡轮发电机提供。早期的LWG型反应器的设计经常在没有安全特性的情况下操作。

快速饲养反应堆

这些反应器使用快速中子将u238和钍232等材料变成裂变材料,以燃料燃料。这一过程与回收联合,这具有加强可访问的核燃料资源的能力。这些反应堆在俄罗斯运营。

小模块反应器

现代SMR主要在经济上设计。这些反应器正在增长,以供电到小电网,可能为资源行业提供热量。当需求增长时,这些反应器也可以在较大的网格中使用。

一些SMR型反应堆正处于发展的困难阶段,比如完全地下化,减少了土地使用、人员配备和安全要求。这些反应堆中有些含有被动安全系统,可以工作长达4年,无需再补给

其他一些类型的反应器是蜡烛,快速育种者,钍,沸水,加压水,棱柱,熔盐,小型模块化,放射性同位素热发电机,融合反应器,RBMK,致马毒,卵石床,超临界水冷,AES-2006 /VVER-1000,VHTR,HTGR和研讨器型反应堆。

核反应堆的用途

核反应堆的应用包括以下这些

  • 这些用于核电站以产生电力,也用于核海洋推进。
  • 核电站供应所需的能量以产生电能。
  • 它们驱动轮船的螺旋桨,否则就会带动发电机的轴。

因此,这是关于一个核反应堆概述。同样,世界各地都有不同类型的商用核反应堆,如气体冷却,快节中子和轻水石墨,加压水,沸水,加压重水和快速育种反应器。这是一个问题,什么是phwr中使用的燃料?

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