核電站工作原理

核電站工作原理：

核電站（nuclear power plant）是利用核裂變(Nuclear Fission)或核聚變(Nuclear Fusion)反應(yīng)所釋放的的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電廠。目前商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)中的核能發(fā)電廠都是利用核裂變反應(yīng)而發(fā)電。核電站一般分為兩部分：利用原子核裂變生產(chǎn)蒸汽的核島（包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)）和利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島（包括汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)），使用的燃料一般是放射性重金屬：鈾、钚。如果除去核反應(yīng)堆，核電站和火電站除了生成蒸汽的熱源不同外，差異很少。

一般的熱電廠都有燃料供應(yīng)來產(chǎn)生熱，比如說天然氣、煤或石油。對(duì)于核電廠來說，它需要的熱來自于核反應(yīng)堆中的核裂變。當(dāng)一個(gè)相當(dāng)大的可裂變?cè)雍耍ㄒ话銥殁?235或钚-239）被一個(gè)中子轟擊時(shí)，它便分裂為兩個(gè)或更多個(gè)部分，同時(shí)釋放出能量和中子，這個(gè)過程就叫做核裂變。原子核釋放出的中子會(huì)繼續(xù)轟擊其它原子核。當(dāng)這個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)被控制的時(shí)候，它釋放出的能量便可用來燒水，產(chǎn)生出的水蒸氣會(huì)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，從而產(chǎn)生電能。需要記住的是，核爆炸中發(fā)生的是“不受控制的”鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而核反應(yīng)堆中的裂變速度無法達(dá)到核爆炸所需要的速度，這是因?yàn)樯虡I(yè)用核燃料的濃度還不夠高。

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)被一些能夠吸收或減慢中子的材料控制著。在以鈾為核燃料的反應(yīng)堆當(dāng)中，中子需要被減慢速度，因?yàn)楫?dāng)慢速中子轟擊鈾-235原子核時(shí)是更容易發(fā)生裂變的。輕水反應(yīng)堆使用普通水來減慢中子并進(jìn)行冷卻。當(dāng)水的溫度升高到一定程度時(shí)，它便達(dá)到了工作溫度，此時(shí)它的密度會(huì)降低，因此沒被它吸收的少量中子會(huì)被減得足夠慢，然后去引發(fā)新的裂變。負(fù)反饋將裂變速度保持在一定水平。

核電站的結(jié)構(gòu)如圖：