啥是轻水反应堆 轻水、重水反应堆有何区别?

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以水和汽水混合物作为冷却剂和慢化剂的反应堆。轻水堆就堆内载出核裂变热能的方式可分为压水堆和沸水堆两种,是目前国际上多数核电站所采用的两种堆型。据统计,1992年运行的413座核电站中,轻水堆核电站约占64.15%,装机容量约占80%,加上正在建设和已经订货的轻水堆核电站将占80%,装机容量将占90%。轻水反应堆是和平利用核能的一种方式.
用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆,包括沸腾水堆和加压水堆轻水也就是一般的水,广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比,轻水有廉价的长处,此外其减速效率也很高沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机,从而防止了热效率的低下,加压水堆则用高压抑制沸腾,对轻水一般加100至160个大气压,从而热交换器把一次冷却系(取出堆芯产生的热)和二次冷却系(发生送往蜗轮机的蒸汽)完全隔离开来。
用重水即氧化氘(D2O)作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆,或简称为重水堆现在的反应堆几乎都利用热中子,因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分慢化剂与中子碰撞使中子亦即减少中子的数量的话,便失去了意义。所以,重水是非常优异的慢化剂,它与石墨并列是最常用的慢化剂。

用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆,包括沸腾水堆和加压水堆轻水也就是一般的水,广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比,轻水有廉价的长处,此外其减速效率也很高沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机,从而防止了热效率的低下,加压水堆则用高压抑制沸腾,对轻水一般加100至160个大气压,从而热交换器把一次冷却系(取出堆芯产生的热)和二次冷却系(发生送往蜗轮机的蒸汽)完全隔离开来。

用重水即氧化氘(D2O)作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆,或简称为重水堆现在的反应堆几乎都利用热中子,因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分慢化剂与中子碰撞使中子亦即减少中子的数量的话,便失去了意义。所以,重水是非常优异的慢化剂,它与石墨并列是最常用的慢化剂。

水是使核反应堆中产生的中子减速的最好材料之一。轻水反应堆(light water reactor/LWR)是以水和汽水混合物作为冷却剂和慢化剂的反应堆,是和平利用核能的一种方式。轻水堆就堆内载出核裂变热能的方式可分为压水堆和沸水堆两种,是目前国际上多数核电站所采用的两种堆型。据统计,1992年运行的413座核电站中,轻水堆核电站约占64.15%,装机容量约占80%,加上正在建设和已经订货的轻水堆核电站将占80%,装机容量将占90%。
作用原理
用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆,包括沸腾水堆和加压水堆。轻水也就是一般的水,广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比,轻水有廉价的长处,此外其减速效率也很高。沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机,从而防止了热效率的低下;加压水堆则用高压抑制沸腾,对轻水一般加100至160个标准大气压(atm),从而热交换器把一次冷却系(取出堆芯产生的热)和二次冷却系(发生送往涡轮机的蒸汽)完全隔离开来。
用重水即氧化氘(D2O)作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆,或简称为重水堆。现在的反应堆几乎都利用热中子,因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分慢化剂与中子碰撞使中子亦即减少中子的数量的话,便失去了意义。所以,重水是非常优异的慢化剂,它与石墨并列是最常用的慢化剂。 一回路冷却水在高压(15×10^6~16×10^6Pa)下通过反应堆容器循环运行,一回路温度达320℃左右,仍保持液体而不沸腾的反应堆。压水堆以低浓二氧化铀作燃料,净化的核纯轻水作冷却剂和慢化剂。一回路的冷却剂将堆芯发出的热量通过蒸汽发生器把热量传递给二回路水,并产生蒸汽推动汽轮发电机发电。压水堆的燃料浓缩度为3%,以锆合金作包壳,每200多根燃料元件组装成方型截面燃料组件,安装在堆芯中。
冷却剂是用来将核裂变所释放出的能量转移到反应堆外的锅炉或涡轮机中,并将动能转变为电能。冷却剂可以是液体,也可以是气体,通过传送泵在核反应堆和锅炉之间循环传送。有时,冷却剂也可以兼做减聚变反应: 除了重原子核铀235、钚239等的裂变能释放核能外,还有另一种核反应,即轻原子核(氘和氚)结合成较重的原子核(氦)时也能放出巨大能量。核聚变的原理是:在标准的地面温度下,物质的原子核彼此靠近的程度只能达到原子的电子壳层所允许的程度。因此,原子相互作用中只是电子壳层相互影响。带有同性正电荷的原子核间的斥力阻止它们彼此接近,结果原子核没能发生碰撞而不发生核反应。要使参加聚变反应的原子核必须具有足够的动能,才能克服这一斥力而彼此靠近。提高反应物质的温度,就可增大原子核动能。因此,聚变反应对温度极其敏感,在常温下其反应速度极小,只有在1400万到1亿度的绝对温度条件下,反应速度才能大到足以实现自持聚变反应。所以这种将物质加热至特高温所发生的聚变反应叫作热核反应,由此做成的聚变武器也叫热核武器。要得到如此高温高压,只能由裂变反应提供。

热核材料: 核聚变反应一般只能在轻元素的原子核之间发生,如氢的同位素氘和氚,它们原子核间的静电斥力最小,在相对较低的温度(近千万摄氏度)即可激发明显的聚变反应生成氦,而且反应释放出的能量大,一千克聚变反应装药放出的能量约为核裂变的七倍。但在热核武器中不是使用在常温下呈气态的氘和氚。氘采用常温下是固态化合物的氘化锂,而氚则由核武器进行聚变反应过程中由中子轰击锂的同位素而产生。1942年,美国科学家在研制原子弹过程中,推断原子弹爆炸提供的能量有可能点燃氢核引起聚变,并以此制造威力比原子弹更大的超级弹。1952年1月,美国进行了世界上首次代号“迈克”的氢弹原理试验,爆炸威力超过1000万吨当量,但该装置以液态氘作热核材料连同贮存容器和冷却系统重约65吨,不能作为武器使用,直到固态氘化锂作为热核装料的试验成功,氢弹的实际应用才成为可能。中国于1966年12月28日成功进行了氢弹原理试验

水是使核反应堆中产生的中子减速的最好材料之一。轻水反应堆(light water reactor/LWR)是以水和汽水混合物作为冷却剂和慢化剂的反应堆,是和平利用核能的一种方式。轻水堆就堆内载出核裂变热能的方式可分为压水堆和沸水堆两种,是目前国际上多数核电站所采用的两种堆型。据统计,1992年运行的413座核电站中,轻水堆核电站约占64.15%,装机容量约占80%,加上正在建设和已经订货的轻水堆核电站将占80%,装机容量将占90%。

2.作用原理
用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆,包括沸腾水堆和加压水堆。轻水也就是一般的水,广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比,轻水有廉价的长处,此外其减速效率也很高。沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机,从而防止了热效率的低下;加压水堆则用高压抑制沸腾,对轻水一般加100至160个标准大气压(atm),从而热交换器把一次冷却系(取出堆芯产生的热)和二次冷却系(发生送往涡轮机的蒸汽)完全隔离开来。

3.压水反应堆
pressurized water reactor
一回路冷却水在高压(15×10^6~16×10^6Pa)下通过反应堆容器循环运行,一回路温度达320℃左右,仍保持液体而不沸腾的反应堆。压水堆以低浓二氧化铀作燃料,净化的核纯轻水作冷却剂和慢化剂。一回路的冷却剂将堆芯发出的热量通过蒸汽发生器把热量传递给二回路水,并产生蒸汽推动汽轮发电机发电。压水堆的燃料浓缩度为3%,以锆合金作包壳,每200多根燃料元件组装成方型截面燃料组件,安装在堆芯中。

4.沸水反应堆
boiling water reactor
轻水核反应堆中的一种。它以轻水(经净化的普通水,也可称为太空水或蒸馏水)作冷却剂和慢化剂,允许一回路水在堆内发生一定程度的沸腾。沸水堆本体由反应堆压力容器、堆芯、堆内构件、汽水分离器、蒸汽干燥器、控制棒组件及喷泵等部分组成。堆芯处在压力容器中心,由若干单元组成,每单元有四盒燃料组件和一根十字形控制棒。每盒燃料组件上部靠上棚板定位,下部安放在下栅板上,并坐在控制棒导向管顶部和燃料支撑杯中。燃料组件由燃料元件、定位格架及元件盒组成。燃料元件以8×8排列,采用二氧化铀燃料芯块,以锆-2合金做包壳,内部充氦气,端部加端塞焊接密封。堆内构件包括上栅板、下栅块、控制棒导向管及围板等部件。汽水分离器用来将蒸汽和水分离开来,蒸汽通过蒸汽干燥器除湿,以达到汽轮发电机的工况要求。

5.重水反应堆
用重水即氧化氘(D2O)作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆,或简称为重水堆。现在的反应堆几乎都利用热中子,因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分慢化剂与中子碰撞使中子亦即减少中子的数量的话,便失去了意义。所以,重水是非常优异的慢化剂,它与石墨并列是最常用的慢化剂。

轻水就是一般的水.这个是相对于重水而说的.组成重水的是氢的同位素氘和氧.拥有比氢多一个的中子.因此比较重.不管是重水还是轻水.在热中子反应堆里都是用来作为可控核裂变反应的中子减速剂.(此外还有不需要使用减速剂的设计叫快速中子式反应堆.用的原理不太一样.因为热中子式反应堆也有缺点.下面说的都是热中子反应堆.)

如我们所知.核裂变反应是通过中子对原子核的轰击而实现的.但是因为中子流的速度很快.因此反应总是过于剧烈.为了把反应控制在一个可以接受的范围内.因此反应堆的核反应材料间需要填充减速剂.而轻水反应堆就是使用水来作为减速剂的.当水的温度升高到一定程度时,它便达到了工作温度,此时它的密度会降低,因此没被它吸收的少量中子会被减得足够慢,然后去引发新的裂变。这样维持着连锁核裂变的反应平衡.

除此之外还有使用石墨或者重水的.都各有各的优点.轻水会吸收中子.因此轻水反映堆的反应材料必须使用低浓度的浓缩铀.而石墨反应堆的体积过大.还有点危险,因为石墨的散热不好,因此反应温度很高.重水反应堆可以使用普通铀反应.但是反应会产生武器级的钚.可以用来生产核武器,因此被国际限制.

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