核能发电重水堆和轻水堆有何分别?
既没有朋友解决楼主的疑难，小弟只好自动请缨一下，看看能否解决楼主的疑惑。 其实所谓轻水堆和重水堆，只是核反应器内的中子减速剂（又称缓和剂moderating material）分别使用轻水和重水。 ＊ ＊ ＊ 什么是重水： 重水(或称氘化水，化学式D2O或者2H2O)是水的一种，它的质量比一般水要重。普通的水(H2O)是由两个只有质子的氢原子和一个氧16原子所组成，但在重水分子内的两个氢同位素，比一般氢原子有各多一个中子，因此造成重水分子的质量比一般水要重。在自然界中，重水的含量很少。 由于普通水和重水都是由相同数量的氢和氧原子组成，两者的化学反应皆会接近相同。但在物理上，重水的溶点和沸点比普通水稍高，在一个大气压力下，重水的溶点是摄氏3.82度，沸点是摄氏101.4度。 密度方面，在摄氏20度和一个大气压力的环境下，重水的密度是1.105g/cm3。由于重水比普通水不容易被电解为氢和氧，以及与普通水相比，其含量稀少的关系，人们便以电解的方式来提炼纯度更高的重水。因此，重水的价格也比较昂贵。 有另一种重水称为半重水，HDO，它只有一个氢原子是多一个中子的重氢。一般的半重水都并不纯正，通常是50%HDO，25%的H2O 及 25%的D2O。 ＊ ＊ ＊ 缓和剂moderating material 缓和剂可以通过和中子之间的碰撞，把中子的速度减慢至和周遭环境份子的平均动能差不多．这种速度的中子，被铀－235的核子捕捉而发生核裂变的机会会增大，而被铀－238发生核裂变的机会则会减少。用使用缓助剂都称为慢孳生反应器（Thermal (slow) reactors ）由于自然界铀－238的成份远比铀－235多，因此现在的反应器设计都是慢孳生反应器。 轻水和重水都可以当缓和剂。除此以外，石墨也是缓和剂之一。 ＊ ＊ ＊ 轻水式反应器LWR，Light-Wter Reactor 进入正题，轻水式反应器就是以轻水当缓和剂．透过中子和水份子当中的氢原子碰撞而减低它的速度．可是轻水份子会吸收部分的中子，因此轻水式反应堆必须使用浓缩铀，而不能使用普通铀，否则将不能达到临界质量（Critical Mass －既不能产生连锁核裂反应）。 轻水式反应器又被称为西方式(Western Style)反应器；现有大部份的商业运转核能反应炉均为此型式。又分为两类： * 沸水式(Boiling Water Reactor) * 压水式(Pressurized Water Reactor) ＊ ＊ ＊ 重水式反应器HWR，Heavy-Water Reactor 重水式反应器使用重水当缓和剂。重水反应堆不单可以使用普通铀，而且会把铀－238转化成为可制作核弹的钚。印度、巴基斯坦、以色列、北韩都是以这样方法制造核燃料。因此为了防止核子武器扩散，重水的生产和出售在很多国家都受到限制。 重水反应器又分「重水气冷式﹝HWGCR﹞」即气体冷却，「沸腾轻水式﹝HWLWR﹞」即重水缓和，一般水冷却及「加压重水式﹝PHWR﹞」 希望以上资料可以对楼主有帮助。 参考网址： ihouseedcity/~hm1203/eco-activities/energy-n-reactor zhidao.baidu/question/137462?si=2 en. *** /wiki/Nuclear_power_plant（翻译） en. *** /wiki/Nuclear_reactor（翻译） 2007-03-31 17:07:39 补充： 补充1: 其实生产浓缩铀和重水都各有困难和重大的成本重水生产: 半重水可以透过电解及蒸馏，或以化学方法从普通水中提炼出来。可以使用化学方法，是因为氢及普通氢原子由于质量稍为不同，所以化学反应的速度有异。当水中的半重水到了相当的浓度，重水便会因为水份子之间交换氢原子而慢慢出现。要从半重水再提炼纯正的重水亦可使用电解、蒸馏及化学方法。但是电解及蒸馏所需要的能量会非常巨大，因此一般这一步只会使用化学方法。 2007-03-31 17:14:56 补充： (用Girdler sulfide process，太复杂，有兴趣可去此WEBSITE看，只有英文版： en. *** /wiki/Girdler_sulfide_process）加拿大的重水式核发电站附设重水生产系统，提炼一吨的重水需要340000吨普通的水。而那设备一年可提炼700吨重水。浓缩铀提炼：生产浓缩铀的技术相当复杂，工厂规模也非常庞大，生产成本很高，各国有关浓缩铀的生产和技术问题均极为保密，到目前为止，国外的工业规模生产浓缩铀都采用气体扩散法，离心法正在向工业生产过渡，有的国家已确定采用这种方法。 2007-03-31 17:19:56 补充： 补充2：成本考虑重水的成本贵在生产之上，因提炼的收成率太低，设备反而不是那么昂贵。浓缩铀成本在设备之上，生产成本反而不是大问题。有些国家只有轻水式反应堆而没有提炼浓缩铀设备，就会受制于外来的供应，另外重水式反应堆可以生产核弹原料。所以很多发展中国家趋之若慕。补充3：加拿大的重水式反应堆不知为何楼主说加拿大主要使用重水式核电厂，其实她两者也有用。最主要的重水式核电厂是Bruce 核能发电厂 (Tiverton
安大略)。此核电厂使用重水模式主要是地理位置的考虑，因为她正在五大湖的旁边，可以顺道研究改良重水的提炼。希望以上补充有用啦。（如此难的问题，5分真是太少了）
参考: 希望如果不幸这只是唯一的答案，楼主觉得值得亲自选取．．．．吧．
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