核反应堆原理物理学原理

核反应堆原理是原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核＋热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。

中文名

核反应堆原理

外文名

Nuclear Reactor

适用领域

核电站

所属学科

物理

工作原理

目前核电站使用的燃料是铀或钚。要想使这些核燃料释放出能量，需要用中子轰击核燃料的原子核，使之产生核裂变。在发生核裂变的时候，原子核会释放出巨大的能量，同时也释放出中子，而这些中子又会引起新的核燃料原子核发生裂变并释放出中子，从而形成所谓的链式裂变反应。核反应堆就是利用这种链式裂变反应，以受控的方式将核燃料原子核中的能量释放出来并加以利用（例如发电）的装置。[1]

应用

目前应用最广泛的是核电站

浙江省秦山核电站：

秦山核电站是中国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站，是目前国内核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地，地处浙江省嘉兴市海盐县。秦山核电站采用目前世界上技术成熟的压水堆，核岛内采用燃料包壳、压力壳和安全壳3道屏障，能承受极限事故引起的内压、高温和各种自然灾害。

广东省大亚湾核电站：

大亚湾核电站位于广东省深圳市大鹏新区大鹏半岛，离香港尖沙咀直线距离51公里，由广东核电投资有限公司和香港核电投资有限公司合资建设与运营，隶属中国广核集团管辖，拥有两台百万千瓦级压水堆机组，所生产电力80%供应香港，20%供应广东。大亚湾核电站，从1987年开工建设，于1994年5月6日正式投入商业运行，此后，在大亚湾核电站之侧又建设了岭澳核电站，两者共同组成一个大型核电基地。大亚湾核电站是中国大陆第一座大型商用核电站，也是大陆首座使用国外技术和资金建设的核电站。2016年11月，大亚湾公司获得第十六届全国质量奖。

江苏省田湾核电站：

位于江苏省连云港市连云区田湾，田湾核电站是中俄两国在加深政治互信、发展经济贸易、加强两国战略协作伙伴关系方针推动下，在核能领域开展的高科技合作，是两国间迄今最大的技术经济合作项目，也是我国“九五”计划开工的重点核电建设工程之一。[2]

核反应堆原理'

反应堆是核电站的关键设计，链式裂变反应就在其中进行。反应堆种类很多，核电站中使用最多的是压水堆。压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块，装到锆合金管中，将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起，成为燃料组件。大多数组件中都有一束控制棒，控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件，吸收了核裂变产生的热能以后流出反应堆，进入蒸汽发生器，在那里把热量传给二次侧的水，使它们变成蒸汽送去发电，而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通道称为一回路，一回路高压由稳压器来维持和调节。

参考资料

1.核反应堆的基本工作原理是什么·生态环保部核与辐射安全中心

2.中国十大核电站·中国电力网