重水反应堆利用的核燃料,轻水堆和重水堆有什么作用区别

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轻水堆和重水堆有什么作用区别

热中子反应堆是一种进行核裂变的反应堆。目前,已经实用化的热中子反应堆有轻水堆和重水堆。

现在使用的多为轻水堆。

在轻水堆中,水被兼作减速(和石墨一样起控制反应速度的作用)和冷却用。轻水堆又可分压水型和沸腾水型的,现大多数核电站用的都是压水型的。

压水堆最初被用来作核潜艇的动力。它的冷却水分为一次系统和二次系统两部分:

一次系统的冷却水保持在约160个大气压这样的高压,所以加热到约325℃仍可保持为液体状态。为了吸收核裂变中的中子,水中加入一点硼用以调整核反应的速度。一次冷却水直接同核裂变部分接触,将它产生的热量带走,经由蒸汽发生器进行热交换,使二次冷却水被加热到沸腾。

二次冷却水在60个大气压下被加热到275℃,成为蒸汽用来驱动发电用的汽轮机。

压水堆是利用浓缩铀工厂提供的低浓度铀-235作为核燃料。

铀-235是铀的一种放射性同位素,也是自然界中惟一存在的裂变核燃料,裂变中产生的中子,或被燃料棒中的铀-238所吸收,或使铀-235发生裂变,或逸出于燃料棒之外。

如果中子运动速度过快,则使铀-235发生裂变的机会变小了,所以要用(轻水或重水)和石墨作为减速材料,放在燃料棒四周,使中子速度减慢以有助于使铀-235发生裂变,减速后的中子能量最后都变为热能,为了把它送到外部,需要使用冷却材料(通常也用水)。

同时,把含有硼等吸收中子物质的控制棒放在堆芯中,当它插入燃料中时,产生的中子数量达不到临界值,裂变无法连续进行下去。当控制棒拔起来时,中子数目加多,通过连锁反应,铀的裂变便可连续进行下去。这种速度变慢的中子被称为热中子,利用热中子使铀-235裂变的核反应堆,称为热中子反应堆。

轻水堆和重水堆有什么作用区别

核电站重水堆与其它堆有什么区别呢

核电站重水堆、压水堆、沸水堆的主要区别:

重水堆是以重水作慢化剂的反应堆,可以直接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂,重水堆分压力容器式和压力管式两类。

压水堆使用加压轻水(即普通水)作冷却剂和慢化剂,且水在堆内不沸腾的核反应堆。

沸水堆又叫轻水堆,沸水堆核电站工作流程是:冷却剂(水)从堆芯下部流进,在沿堆芯上升的过程中,从燃料棒那里得到了热量,使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物,经过汽水分离器和蒸汽干燥器,将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。

重水堆核电站

重水堆按其结构型式可分为压力壳式和压力管式两种。压力壳式的冷却剂只用重水,它的内部结构材料比压力管式少,但中子经济性好,生成新燃料钚-239的净产量比较高。这种堆一般用天然铀作燃料,结构类似压水堆,但因栅格节距大,压力壳比同样功率的压水堆要大得多,因此单堆功率最大只能做到30万千瓦。

重水反应堆利用的核燃料,轻水堆和重水堆有什么作用区别图2

压水堆核电站

压水堆核电站使用轻水作为冷却剂和慢化剂。主要由核蒸汽供应系统(即一回路系统)、汽轮发电机系统(即二回路系统)及其他辅助系统组成。冷却剂在堆芯吸收核燃料裂变释放的热能后,通过蒸汽发生器再把热量传递给二回路产生蒸汽,然后进入汽轮机做功,带动发电机发电。

目前全世界大约有440座核电机组在运行,其中占绝大多数(约92%)的是轻水堆(LWR),其余为重水堆(PHWR)以及先进气冷堆(AGR)等。轻水堆主要是压水堆(PWR)和沸水堆(BWR)两种类型,其中大约75%为压水堆,我国投入运行并将建造的绝大多数核电站都是压水堆型的。

重水反应堆利用的核燃料,轻水堆和重水堆有什么作用区别图3

沸水堆核电站

沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽水分离器在堆芯的上部,它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机,造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。

沸水堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力(约为70个大气压)下,水通过堆芯变成约285℃的蒸汽,并直接被引入汽轮机。所以,沸水堆只有一个回路,省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器,因而显得很简单。

重水反应堆利用的核燃料,轻水堆和重水堆有什么作用区别图4

重水在核反应中的作用

氘和氧的化合物,比一般水重,学名氧化氘。

重水主要用作核反应堆的慢化剂和冷却剂,用量可达上百吨。重水分解产生的氘是热核燃料。重水

还可做示踪物质。

重水在核反应中的作用

为什么重水堆可以用天然铀,轻水堆用富集铀

轻水对铀的利用率不行。如果铀浓度不够就无法反应或者反应效率低下浪费。重水对铀的利用率高。至于为什么你可以百度下物理知识。这就好比有的车用柴油有的车必须用汽油一样。

为什么重水堆可以用天然铀,轻水堆用富集铀

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