核電站有哪幾種類型

《核電站有哪幾種類型》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、作者：吳鐵民???核電站的類型，也就是核反應(yīng)堆(原子反應(yīng)堆)的類型。核反應(yīng)堆是能維持可控自持鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)裝置。1、核反應(yīng)堆有多種用途???核反應(yīng)堆按其用途不同，分為動力堆、生產(chǎn)堆、研究堆和其他用途的堆。每個反應(yīng)堆同時具有多種用途，但設(shè)計時往往要偏重于某一方面的功能：核電反應(yīng)堆側(cè)重于提供熱能；生產(chǎn)堆偏重于制造放射性同位素；增殖堆偏重于生產(chǎn)核燃料，等等。2、核電站可劃分為四代???第一大類的核電反應(yīng)堆，也是第一代核電站，主要是20世50-70年代美國、前蘇聯(lián)、法國、英國建造的首批原型堆，其反應(yīng)堆叫做熱中子裂變反應(yīng)堆，即熱中子堆，簡稱“慢堆”。???第

2、二類(第二代)是20世紀(jì)70年代至2000年投入使用的商業(yè)反應(yīng)堆，目前多正在運行，主要有美國、歐洲、日本的壓水堆（PWR）和沸水堆（BWR）；俄羅斯設(shè)計的輕水堆（VVER）；東歐的壓力管式沸水堆（RBMK），以及加拿大和印度的坎杜重水堆；這些其反應(yīng)堆多為快中子增殖反應(yīng)堆，簡稱“快堆”。???第三類(第三代)反應(yīng)堆派生于目前正在運行的反應(yīng)堆，基于相同的原理，汲取了反應(yīng)堆幾十年來的運行經(jīng)驗，安全性更高，實際上，日本已建造了2臺機(jī)組，根據(jù)發(fā)展走勢，2010-2015年期間第三代反應(yīng)堆將替代目前正在運行的第二代反應(yīng)堆。???第四代反應(yīng)堆尚上于研發(fā)階級，是未

3、來的系統(tǒng)，將會有重大的革新和發(fā)展，目前已有多種規(guī)劃，預(yù)計將在2030年達(dá)到技術(shù)成熟，2035-2040年開始建造首批機(jī)組。???第一、二代核反應(yīng)堆都是重原子核——235U或239Pu，裂變成兩個或兩個以上中等重量的原子核時釋放出核能；第三代反應(yīng)堆是在第二代基礎(chǔ)上更強(qiáng)調(diào)安全性的反應(yīng)堆，第四代核反應(yīng)堆目前尚處于研究中，至于核聚變反應(yīng)堆將是未來發(fā)展的方向，它原理是兩個輕原子核——氘核和氚核，聚合形成一個較重的原子核——氦核，釋放出核能。第一、二、三代核電站都已經(jīng)工業(yè)化；第四代核電站預(yù)計要經(jīng)過相當(dāng)長的時間，才能實現(xiàn)商業(yè)發(fā)電。3、熱中子反應(yīng)堆，簡稱熱堆???

4、熱堆所用的核燃料是235U。1克235U核裂變所釋放的能量相當(dāng)于2．7噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所產(chǎn)生的能量。????235U核裂變的發(fā)生，要靠中予去轟擊；235U受到中子轟擊后其原子核發(fā)生裂變，產(chǎn)出兩個或兩個以上質(zhì)量較輕的原子，同時釋放出2～3個中子。這些中子再去轟擊未裂變的鈾核，從而實現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。???為了實現(xiàn)平緩的核反應(yīng)，以實現(xiàn)核能的均衡釋放，反應(yīng)堆用人工控制用于轟擊鈾核的中子數(shù)，使下一波中子的數(shù)量等于上一波中子的數(shù)量。此外，還要將中子“慢化”。因為動能為l兆電子伏特的中子，其速度達(dá)到每秒2萬公里。中子的速度太快，很難打中小小的鈾核。采用慢化劑(普通水

5、、重水或石墨等)使中子的速度變慢(慢中子又稱熱中予)，中子就能有效地轟擊鈾核。所以，熱中子堆又稱熱堆。全世界的核電站，絕大多數(shù)是熱堆，主要有以下5種：???(1)輕水堆：輕水堆用普通水作冷卻劑(又稱載熱劑)和慢化劑。它有沸水堆(BWR)和壓水堆(PWR)兩種。我國在役和在建的輕水堆都是壓水堆。???(2)重水堆：重水堆用重水作冷卻劑和慢化劑。重水其分子中的氫是重氫——氘。氘核中有l(wèi)個質(zhì)子和l個中子，相對原子質(zhì)量是2，所以可寫成氫-2，占?xì)淇偭康钠咔Х种弧???我國秦山核電公司的第三期工程建成的核電站，為重水堆(CANDU一6型)。輕水堆的核燃料中

6、，235U豐度為2％～5％，換料時要停堆。重水堆的核燃料中235U豐度僅是鈾元素的天然豐度0.72%，換料時不必停堆。(3)高溫氣冷堆：它用氦氣作冷卻劑，石墨作慢化劑。(4)石墨氣冷堆：二氧化碳作冷卻劑，石墨作慢化劑。(5)石墨水冷堆：冷卻劑是水，慢化劑是石墨。???我國2006～2020年《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》(以下簡稱“綱要”)中，要求攻克核電重大裝備制造的核心技術(shù)，把“大型先進(jìn)壓水堆和高溫氣冷堆核電站”的建設(shè)列為“重大專項”?！?、快堆???快堆，是快中子增殖反應(yīng)堆的簡稱。冷卻劑用金屬鈉，并正在研究氣冷和鉛冷。???在熱堆中，豐

7、度達(dá)99．2％的238U沒有被利用而成的核廢料。在快堆中，238U吸收l個中子，先后轉(zhuǎn)化為2個短壽命核素239U(半衰期23．5分)和239Np(镎)(半衰期2．346天)，兩者都經(jīng)歷一次貝它衰變，最后成為239Pu(钚)，239Pu為阿爾法放射體，半衰期2．4x104年，易于裂變，是重要的核燃料。在快堆中，所生成的239Pu比消耗的235U來得多，所以快堆稱之為增殖堆。快堆可使鈾資源利用率提高60～70倍，同時可以消耗慢堆所產(chǎn)生的難以處理的長壽命的錒系元素(周期表中89號和89號以后的所有元素)，可以減輕地質(zhì)處置核廢料的負(fù)擔(dān)。???在熱堆中，熱中

8、子的平均能量為0．025兆電子伏特，在快堆中，中子能量大于0．1兆電子伏特，有時也把能量高于熱中子能量的中子稱為快中子。快