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行業(yè)新聞

核反應(yīng)堆的工作原理

2016/12/7 14:55:53

核裂變


當(dāng)一個(gè)原子數(shù)較高的核子（例如U-235或Pu-239）吸收一個(gè)中子時(shí)會(huì)形成一個(gè)激發(fā)態(tài)的核子，然后裂變?yōu)閮蓚�(gè)或更多個(gè)輕核。釋放出的動(dòng)能、伽瑪射線(xiàn)和若干個(gè)中子，統(tǒng)稱(chēng)為裂變產(chǎn)物。其中有些中子可能被下一個(gè)重核吸收，引發(fā)下一個(gè)裂變反應(yīng)，釋放出更多的中子，依此類(lèi)推，這個(gè)反應(yīng)就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。但是動(dòng)量太高的中子不容易被重核吸收，需要慢化劑來(lái)減速中子。而太多中子會(huì)使反應(yīng)過(guò)快失去控制，可以用一些對(duì)中子吸收截面較大的核素來(lái)吸收中子抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。通過(guò)中子減速劑與吸收劑，來(lái)增加和降低反應(yīng)速率以控制反應(yīng)堆的輸出功率。

一般常用的中子慢化劑有輕水（即H2O）（世界上75％的反應(yīng)堆用水做慢化劑），固體石墨（20％）（切爾諾貝利電廠(chǎng)為著名的例子）和重水（即D2O）（5％）。在一些實(shí)驗(yàn)堆中，甲烷和Be也被用來(lái)做慢化劑。

熱能的產(chǎn)生

在反應(yīng)堆里，熱能主要有以下幾個(gè)來(lái)源：

1.反應(yīng)碎片通過(guò)和周?chē)拥呐鲎�，把自身的�?dòng)能傳遞給周?chē)脑印?/P>

2.裂變反應(yīng)產(chǎn)生的伽瑪射線(xiàn)被反應(yīng)堆吸收，轉(zhuǎn)化為熱能。

3.反應(yīng)堆的一些材料在中子的照射下被活化，產(chǎn)生一些放射性的元素。這些元素的衰變能轉(zhuǎn)化為熱能。這種衰變熱會(huì)在反應(yīng)堆關(guān)閉后仍然存在一段時(shí)間。

4.1千克U235完全裂變得到的熱能等于3千噸煤燃燒所釋放的能量。

冷卻

在反應(yīng)堆里，一般用水做冷卻劑（輕水或重水），也有用氣體或融鹽的。冷卻劑通過(guò)泵浦在堆芯里循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)把通過(guò)裂變產(chǎn)生的熱傳遞出來(lái)。一般的反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)和熱機(jī)是分開(kāi)的，例如壓水堆。也有的反應(yīng)堆，蒸氣是由反應(yīng)堆直接加熱得到的，例如沸水堆。
反應(yīng)堆控制


　反應(yīng)堆的輸出功率，或者說(shuō)反應(yīng)率，是通過(guò)控制堆芯內(nèi)的中子密度和能量來(lái)控制的。

控制棒由中子強(qiáng)吸收材料做成。如果有很多的中子被控制棒吸收，就意味著就少一些中子引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。因此，把控制棒插入堆芯，將會(huì)減慢反應(yīng)速率，降低輸出功率。相反，將控制棒抽出，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速率將會(huì)增加，輸出功率也會(huì)增加。

在一些反應(yīng)堆里，冷卻劑同時(shí)也起慢化的作用。慢化劑通過(guò)和快中子的碰撞，吸收中子的能量，使快中子能量降低，成為熱中子。而熱中子引發(fā)核反應(yīng)的截面更大些。因此慢化劑密度高，將會(huì)增加反應(yīng)堆的功率輸出。而溫度高，冷卻劑的密度會(huì)降低，慢化作用降低，反應(yīng)速率下降。另一些反應(yīng)堆里，冷卻劑會(huì)吸收中子，起到控制棒的作用。在這些反應(yīng)堆里，可以通過(guò)加熱冷卻劑來(lái)提高反應(yīng)堆的功率。

反應(yīng)堆都有自動(dòng)和手動(dòng)的系統(tǒng)來(lái)防止意外事件的發(fā)生，當(dāng)出現(xiàn)意外事件時(shí)，將有大量的中子強(qiáng)吸收材料注入，使反應(yīng)堆關(guān)閉。

發(fā)電

由鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放出的能量通過(guò)冷卻劑傳導(dǎo)出來(lái)，加熱水，產(chǎn)生蒸氣，推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

核反應(yīng)堆的工作原理 的相關(guān)產(chǎn)品：
  • 鉛屏風(fēng)、鉛衣架、電離輻射警示牌、分源防護(hù)屏、鉛箱、注射器防護(hù)套、報(bào)警燈

    產(chǎn)品名稱(chēng)：鉛屏風(fēng)、鉛衣架、電離輻射警示牌、分源防護(hù)屏、鉛箱、注射器防護(hù)套、報(bào)警燈

    產(chǎn)品描述：單聯(lián)移動(dòng)式防護(hù)屏風(fēng) 1、規(guī)格尺寸：  H×W：1800×900 (mm)2、商品描述：  上部鉛有機(jī)玻璃的高度為   H×W：240×240 (mm)3、鉛當(dāng)量：  鉛玻璃0.5mmPb，  下部分鉛當(dāng)量為0.5mmpb4、外飾材料：碳素鋼板噴

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    產(chǎn)品名稱(chēng)：REN-GM45-Mul型α、β、γ、X多功能射線(xiàn)探頭

    產(chǎn)品描述：REN系列智能化輻射探頭均可和REN300、REN300A、REN300B系列主機(jī)配套使用,也可以單獨(dú)配套R(shí)enRiArea輻射區(qū)域監(jiān)測(cè)軟件使用。且具有RS485/RS232的通訊能力。所有探頭均可單獨(dú)外接報(bào)警燈，在超閾值的情況下就地給出聲光報(bào)警。 1、測(cè)量射線(xiàn)類(lèi)型：α、β、γ、X射線(xiàn)2、探測(cè)器：

  • REN300+REN-3He-N型固定式中子、伽瑪報(bào)警儀

    產(chǎn)品名稱(chēng)：REN300+REN-3He-N型固定式中子、伽瑪報(bào)警儀

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    產(chǎn)品名稱(chēng)：REN200型X-γ個(gè)人劑量報(bào)警儀

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  • REN500E輻射劑量率儀（手持式）

    產(chǎn)品名稱(chēng)：REN500E輻射劑量率儀（手持式）

    產(chǎn)品描述：     REN500E輻射劑量率儀是以?xún)?nèi)置高靈敏度蓋格計(jì)數(shù)管為探測(cè)器，測(cè)量χ、γ和硬β輻射的多功能便攜式劑量率儀。作為輻射巡測(cè)儀，能顯示工作場(chǎng)所的劑量當(dāng)量率和累積劑量，自動(dòng)連續(xù)測(cè)量和記錄1600條輻射劑量率數(shù)據(jù)，更換電池時(shí)，日歷、時(shí)間及檢測(cè)數(shù)據(jù)能永久保存。工

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    產(chǎn)品名稱(chēng)：REN800型中子周?chē)鷦┝慨?dāng)量(率)儀

    產(chǎn)品描述：     REN800型中子周?chē)鷦┝慨?dāng)量(率)儀 采用高靈敏的進(jìn)口He-3管作為探測(cè)器，反應(yīng)速度快。該儀器使用方便；靈敏度高、抗γ性能好、能量響應(yīng)特性好，即可用作便攜式儀器又可用作固定式中子劑量監(jiān)測(cè)儀。此外通過(guò)配套的RenRiRate輻射劑量管理軟件可將存儲(chǔ)的