反应堆,核电站高中物理课件.pptVIP

反应堆的组成 反应堆是如何被控制的 核燃料的点火 中子发生器首先启动，发出自由中子，引发链式反应。 反应堆的停止 大量的中子被可裂变材料以外的材料吸收掉后，链式反应就不能延续 反应性控制（功率调节） 反应性控制是指控制反应堆偏离临界的程度。 核电站动力回路 典型核电站回路及主要设备 能量转化 反应堆——核电与火电的主要差别 燃料组件 控制棒 蒸汽发生器 汽轮机 发电机 2. 核电站： 组成： 核岛、常规岛、配套设施 2. 核电站： 优点？ 《练习册》P34 #8 核污染是指由于各种原因产生核泄漏甚至核爆炸而引起的放射性污染。其危害范围大，对周围生物破坏极为严重，持续时期长，事后处理危险复杂。如1986年4月，前苏联切尔诺贝利核电站发生核泄漏事故，13万人被疏散，经济损失达150亿美元。 国内其他核电站 中国第一个输出的核电站-巴基斯坦恰希玛核电站 将建的三门核电站厂址 近期将建的核电站 我国将于2010－2020年，在山东省海阳、广东省岭澳、浙江省三门、福建、江西和安徽等省的计划建造百万千瓦级核电站。国家计划到2020年核电装机容量将要达到3200万千瓦（相当于20多个百万级核电机组）。 一台30万千瓦机组的压水堆核电站 反应堆在其他方面的应用： 1.　利用核能 2.　利用中子 3.　生产钚239 威力无穷的原子推进器 裂变核能 舰船推进力 压水堆型舰船核动力推进装置 续航力长 无须空气助燃 游弋地球 不换燃料 核动力舰船的源动力—— 海底蛟龙――核潜艇  隐蔽性、机动性好 水下长期潜航、自持力、续航力和航速高 宇航、卫星中的核电源 核电池 核电池是利用放射性同位素的射线被物质吸收产生热能，并通过热－电转换设备获得电力。 空间核电站 空间热离子核反应堆 火箭核推进发动机 核能供热 低温核供热站 核能海水淡化 海水淡化反应堆装置原理图 利用核能冶炼钢铁 反应堆的组成 反应堆在核电站的作用就象是火电站的锅炉，它是整个核电站的心脏。它以核燃料在其中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。反应堆通常是个圆柱体的压力容器，由燃料组件、冷却剂、慢化剂、控制棒等组成。其中裂变材料所在部分称为反应堆堆芯。堆芯由可裂变材料做成的燃料、冷却剂流道、吸收剩余中子的控制棒、测量孔道、结构支撑部件等组成。 反应堆中的物体 安置核材料的物体—燃料棒； 冷却燃料棒和带走能量的载体—冷却剂； 使中子慢化的物体—慢化剂； 控制中子数量，即控制功率的物体—控制棒。 燃料棒和燃料组件 以最常见的压水堆核电站为例，核燃料采用的铀是低浓缩铀，其中含裂变材料铀-235的含量为3％（称为富集度，天然铀的铀-235富集度为0. 714％）。核燃料的形式为由铀混合物粉末烧结成的二氧化铀陶瓷芯块。每个陶瓷芯块为直径1厘米，高度1厘米的圆柱体。几百个芯块叠在一起装入直径1厘米，长度约4米，厚度为1毫米左右的细长锆合金材料套管内，因为核裂变反应就像是在燃烧原子，因此称为燃料棒。几百根燃料棒按照一定间隔按15×15或17×17排列并被固定成一束，称为燃料组件（见图2-12）。全堆有几十个燃料组件按照圆柱形垂直排列，形成了反应堆的心脏――堆芯。燃料与燃料之间的间隙称为冷却剂流道，冷却剂通过堆芯，将核能带走。堆芯有些部分将留出安放吸收中子能力大的控制棒孔道，用于控制反应堆功率。每年约有1/3的燃料组件要被更换。 慢化剂和冷却剂 反应堆中使得中子速度降低的材料称为慢化剂。什么物质适合于做慢化剂呢？慢化剂应具备两个条件：一是它的原子核与中子撞击时容易使得中子丧失能量，即中子较多被慢化下来；二是它不要把中子吃掉，即不要把中子吸收去，使中子损失掉。一般来说，轻的原子核容易使中子慢化，但轻原子核不吃中子或很少吃中子的并不多，现在广泛用于作慢化剂的物质实际只有四种，即轻水、重水、石墨（炭）、铍。其中重水是很好的慢化剂，但自然界中重水含量少，费用很贵。因此轻水是最广泛应用的慢化剂。用轻水作慢化剂的反应堆叫轻水堆；用重水作慢化剂的反应堆叫重水堆；用石墨作慢化剂的反应堆叫石墨堆。在反应堆中燃料元件是被插在慢化剂中的，燃料元件之间有一定的距离，使中子刚好能减速到最慢的速度。 反应堆运行时，由于核燃料裂变反应产生大量的热量，这些热量必须及时从堆芯中输送出来。否则，燃料温度会上升，超过允许温度燃料会烧毁。用于输送堆芯热量的载体称为冷却剂。冷却剂的性能要求必须是排热能力大，同时为了防止中子损失，必须要求吸收中子能力差。反应堆常用冷却剂有轻水、重水、CO-2或He气体、液体金属（如Na等）。一般轻水堆采用轻水冷却、轻水慢化，其使用最广泛；重水堆采用重水或轻水冷却、重水慢化；气体用于高温气冷堆；液体金属则作