核电站或核电站

我们可以生成电力通过核电。在核电站,通过核反应产生电能。在这里,重放射性元素如铀(U235)或钍(Th232)受到核裂变。这种裂变是在称为反应器的特殊装置中完成的。

什么是核裂变?

在裂变过程中,重放射性原子的核分裂成几乎相等的两部分。在原子核的断裂过程中,释放出大量的能量。这种能量的释放是由于质量缺陷。这意味着,在裂变过程中,初始产物的总质量会减少。根据阿尔伯特·爱因斯坦建立的著名方程,裂变过程中质量的损失转化为热能。

核电站的基本原理与常规核电站相同热电站。唯一的区别是,在核电站中,这里唯一使用核电厂产生的热量而不是使用因煤燃烧而产生的热量。蒸汽从水中锅炉。这种蒸汽被用来驱动汽轮机

这台涡轮机是交流发电机的原动机。这交流发电机生成电能。虽然,核燃料的可用性并不多,但核燃料量非常少量可以产生大量的电能。

这是核电站的独特特征。一千克铀等同于4500公吨的高档煤。这意味着1公斤铀的完全裂变可以产生尽可能多的热量,可以通过4500公吨高档煤的完全燃烧产生。

这就是为什么虽然核燃料成本更高,但每单位电能的核燃料成本仍然低于通过煤和柴油等其他燃料产生的能源成本。为了应对当今时代的常规燃料危机,核电站可能是最合适的替代方案。

核电站的优势

  1. 正如我们所说,这个电站的燃料消耗非常低,因此,发电一单位能量的成本比其他传统发电方法要低得多。所需的核燃料量也更少。
  2. 与其他相同容量的传统发电站相比,核电站占用了更小的空间。
  3. 该站不需要大量的水,因此构建植物近天然水源是必不可少的。这也不需要大量的燃料;因此,在煤矿附近或可用的地方提供良好的运输设施的地方也不是必不可少的。因此,核电站可以非常接近装载中心。
  4. 全球有大量的核燃料储备,因此这样的工厂可以确保未来数千年电力的持续供应。

核电站的缺点

  1. 这种燃料不容易获得,而且非常昂贵。
  2. 构建核电站的初始成本非常高。
  3. 这个电站的安装和调试比其他常规电站复杂得多。
  4. 裂变副产品本质上是放射性的,它可能导致高放射性污染。
  5. 维护成本较高,核电站所需的人力量较高,因为需要专业培训的人才培训。
  6. 核电站无法有效地应对负荷的突然波动。
  7. 由于核反应的副产物具有高度的放射性,因此处理这些副产物是一个非常大的问题。它只能在地下深处或远离海岸的海里处理。
新核发电厂

核电站的不同组成部分

核电站主要具有四个组件。

  1. 核反应堆
  2. 热交换器
  3. 汽轮机
  4. 交流发电机

让我们逐个讨论这些组件:

核反应堆

在核反应堆中,铀235遭受核裂变。它控制在裂缝完成时开始的链式反应。链式反应必须控制,否则释放的能量率将快,可能存在很大的爆炸机会。在核裂变中,通过中子慢流轰击核燃料,例如U235的核核。由于这种轰炸,铀的细胞核被破坏,这导致巨大的热能和在核的破碎期间,还发出了许多中子。

这些释放的中子被称为裂变中子。这些裂变中子引起进一步的裂变。进一步的裂变产生更多的裂变中子,这再次加速裂变的速度。这是一个累积的过程。

如果这个过程不加以控制,在很短的时间内,裂变的速率会变得如此之高,它会释放出如此巨大的能量,可能会发生危险的爆炸。这种累积反应称为链式反应。这种连锁反应只能通过从核反应堆中除去裂变中子来控制。裂变的速度可以通过改变从反应堆中除去裂变中子的速率来控制。

核反应堆是一个圆柱形的特技压力容器。燃料棒是由核燃料即铀温和,这通常是由石墨覆盖燃料棒。在中子与铀原子核碰撞之前,缓和剂使中子减速。控制棒是由镉制成的,因为镉是一种强中子吸收剂。

控制棒被插入裂变室。这些镉控制棒可以按要求下拉。当这些棒被压得足够低时,大多数裂变中子被这些棒吸收,因此链式反应停止。再一次,当控制棒被拔出时,裂变中子的可用性就会增加,这就增加了链式反应的速率。

因此,很明显,通过调整控制棒的位置,核反应的速率可以被控制,因此电力可以根据负载需求控制。在实际实践中,根据负载要求,通过自动反馈系统控制控制杆的推动和拉动。它不是手动控制。通过冷却剂由钠金属组成,在核反应期间释放的热量释放到热交换器上。

热交换器

在热交换器中,金属钠所携带的热量被水消散,水在这里被转化为高压蒸汽。金属钠冷却剂在水中释放热量后,通过冷却剂循环泵回到反应堆。

汽轮机

在核电站中,蒸汽轮机起着与煤电厂相同的作用。蒸汽以同样的方式驱动涡轮机。完成它的工作后,废气进入蒸汽冷凝器,在那里它被冷凝,以提供空间给蒸汽在它后面。

交流发电机

一个交流发电机,加上一个涡轮机,旋转和产生电力,供利用。交流发电机的输出通过变压器、断路器和隔离器传送到汇流排。

核电站选址

  1. 水的可用性:虽然很大量的水不受水电电厂,但仍然足够的中性水供应对于核电站的冷却目的是显而易见的。这就是为什么它总是优选定位在河流或海边附近的这种植物。
  2. 处理水:核电站的副产品或废物是放射性的,可能导致严重的健康危害。因此,在处理核电站废物期间,特别注意。废物必须从地球层面深入埋没,或者这些必须在海上脱离海边。因此,在选择核电站的位置期间,必须考虑这些因素。
  3. 距离人口稠密地区的距离:由于总是有放射性的概率,因此总是优选地定位远离人口稠密的区域的核站。
  4. 运输设施:在调试期间,重型设备将被安装,并从制造商现场运输。因此,需要有良好的铁路和公路。为了获得熟练的人力,现场也应该有良好的公共交通。

核电站视频

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