燃汽轮机

不小心掉进核电站轻水反应堆的大池子里,还

发布时间:2023/4/13 20:54:48   
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首先确定下各位对这个轻水反应堆的水池有没有理解错误,准确的说,轻水反应堆或者重水反应堆都是没法称为池子的,或者将其称为罐子更合适一些,因为轻水反应堆或者重水反应堆中的水和重水是重要的热介质,它负责减速中子,也用来传递核反应堆的热量,所以这是一个有趣的问题!

关于核反应堆的原理和种类

尽管现代核反应堆种类繁多,以减速剂区分的,以安全技术区分的,以核材料区分的等等,搞得大家云里雾里,为避免引起大家理解上的困难,我们现代比较典型的减速剂分类方式来说明,早期的石墨堆我们就不说明了,毕竟切尔诺贝利电站的惨痛教训使得石墨堆实在不太讨人喜欢,现代主要有如下两种:

轻水反应堆重水反应堆两者的核燃料元素都是铀-,区别是轻水反应堆的的铀燃料浓度比较高,重水反应堆的铀燃料浓度比较低,而世界上大多数的核反应堆都是轻水反应堆!在这里必须要解释下轻水反应堆这个梗!

轻水反应堆的减速剂与原理

轻水反应堆使用的减速剂就是普通水,这个水的功能非常重要,除了传递热量以外,它还负责减速裂变时多余的中子!它有两种结构,一种沸水堆,产生蒸汽直接推动汽轮机工作。另一种是压水堆,区别是压水堆有两个回路,一回路的水压力很高,主要是将堆芯的热量转移到二回路的介质水,使其沸腾成为蒸汽,从而推动汽轮机工作!

在这里大家可能会比较好奇,为什么两个回路都是水,但第二个水能烧开成蒸汽,第一个回路的水加了什么特别的玩意儿吗?其实并没有,因为压力很高,超临界的水可以接近度,所以各位就不要怀疑用水烧水的NB技能了!

压水堆

轻水堆成本比较低,所以装机量比较大,但轻水堆有一个致命弱点,就是对裂变产生的热中子减速效率比较低,而铀-的链式反应需要慢中子才能持续裂变,所以导致了轻水反应堆的核燃料浓度要求比较高!

重水反应堆的减速剂与原理

重水反应堆使用的减速剂即为重水,也就是D2O,重水对生物都有不良影响,但却是极好的中子减速剂,它的减速效率是水的倍(轻水慢化比70,重水慢化比),所以重水堆的核燃料浓度可以低至3%,甚至直接使用铀矿石,当然这没法清理,所以还是会制成铀燃料棒。

重水堆在发电原理上和轻水堆并没有区别

重水堆必须有一回路和二回路,重水不可能直接蒸发去推动汽轮机,只能作为介质去加热水,它的性质几乎和水一样,沸点约.4摄氏度,密度大11%。由于它的减速效率极高,所有热中子是有多余的,为避免浪费,就会将U-被中子轰击后生产钚-!

大家都发现了,所以重水反应堆是被严格控制的,因为钚-的临界质量比铀-要低得多,所以制造原子弹用钚更简单!因此国际原子能机构对大家投产轻水反应堆根本就不管,但只要是重水反应堆投产,那可就睁大了眼睛瞪着你,生怕你造出不受核不扩散协议控制的钚弹来!

在那个池子里游泳会如何?

刚上文说了,无论是轻水反应堆中的沸水堆还是压水堆,谴责是高温+一般高压,后者是高温+高压,完全进不去的,假如进去,那么可以想象一下比高压锅压力都大N倍的环境,而且超临界水氧化能力极强,可能会连骨头都不剩哦!当然重水堆也差不多,那个重水可是很贵的,不能浪费!

各位看到的大池子里泡的核燃料棒,应该是核反应堆的乏燃料池,因为从核反应堆中取出的已经“烧尽”了的燃料棒温度仍然很高,内部的剩余的核燃料仍然可以衰变释放大量的热能,因此需要一个大水池供其散热。

刚刚取出的乏燃料棒,功率大约是正常工作时的7%,一小时后变成1.5%,一天后0.4%,一周后0.2%,一般乏燃料棒需要在水池中泡上一年然后转移到干桶中保存!现代裂变电站中最麻烦的一个问题就是乏燃料棒如何处理,也就是所谓的核废料,现在的办法是挖一个超级深的坑,埋进去!

所以这个乏燃料棒的池,你是能看到的,而乏燃料棒的辐射在水中会被消弭于无形,循环的水保证水池温度不超过30度,也就是说你如果不小心掉进去,应该会很舒服,只要你体力好,甚至能游上几个小时,当然不要靠近水底那乏燃料组!



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