第十二章E 反应堆 核电站
裂变时的链式反应进行得很快，大约1s内就可以产生1000代中子，于是在很短时间内便有大量核发生裂变，放出大量核能，发生爆炸。如果要利用核能作为能源而为人类造福，必须让核能释放的速度听从于人们的意愿，这就是反应堆的功能。
1942年，意大利科学家费米（E．Fermi，1901-1954）领导了世界上第一座反应堆的建造和试验工作。当年12月2日，在美国芝加哥大学体育场的看台下（图12-34），世界上第一座用石墨作减速剂的反应堆竣工，实现了可控链式反应的梦想。从此，人类进入了和平利用核能的时代。图12-35是我国研制的安全性能很高的10MW高温气冷反应堆照片。
1957年以来，人们开始利用反应堆建设核电站。目前，核电约占全世界电力供应的
如何控制链式反应速度？
为了能有效地控制核裂变的链式反应速度，就必须建立一种装置，使重核非但能进行链式反应，而且中子的再生率是可以控制的，这种装置叫做反应堆。
图12-36是普通的反应堆内部结构示意图。反应堆中的核燃料物质做成棒状，被控制棒分散隔开。控制棒的作用是吸收中子，将它抽出或插进反应堆，可以加快、减慢或停止链式反应。进入反应堆内部的水（绿色箭头表示），一方面是作为减速剂（降低中子运动速度），另一方面作为冷却剂，将反应产生的能量带走（红色箭头表示）。核燃料被封装在厚重的钢制压力容器内，这个容器能耐高压、防辐射，还要能吸收逃离堆芯的中子。
反应堆的用途非常广泛。可用来发电，也可作为火箭、飞机、潜艇、航空母舰等的动力装置，以及用于淡化海水、生产放射性同位素，还可以利用堆内中子生产裂变物质钚等（即生产堆）。
1．反应堆（reactor）
用人工方法控制核裂变链式反应速度并获得核能的装置，叫做反应堆。
反应堆主要由核燃科棒、减速剂，控制棒、冷却系统和防护层等构成。
什么是核电站？
反应堆工作时释放出大量能量使水汽化形成蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机发电，实现了核能向电能的转化，这就是核电站的作用。图12-37是核电站发电流程示意图。
2．核电站
利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂叫做核电站。
核电站由核岛（图12-37左侧，主要包括反应堆和蒸汽发生器）、常规岛（图12-37右侧，主要包括汽轮机和发电机）及配套设施组成。
核电站与其他发电厂（如火力发电厂）的不同点，主要在核岛部分，即汽轮发电机所用蒸汽产生的方法及“烧”的燃料不同而已。核电站“烧”掉大小仅有小手指的
核电站由核岛、常规岛及配套设备组成。核电站与一般电厂的区别主要在核岛部分，核岛的主要部分是反应堆。
大家谈
如图12-38所示，核电站与火电运行了若干年后的发电成本相比较，核电有哪些优越性？
核电安全吗？
为了核电站的安全，防止放射性物质和辐射的泄漏，核电站设置了四道屏障：第一道，作为核燃料的二氧化铀陶瓷芯块，能将绝大部分的裂变产物留在芯块内；第二道，性能相当好的锆合金燃料包壳，把芯块密封在壳内；第三道，压力壳；第四道，防辐射泄漏的安全壳（图12-39）。四道屏障同时失效的可能性是极小的。
核电不仅经济、安全，还是干净的能源，核电站与火力发电厂相比更有利于保护环境。将下面两幅照片对比一下，就可以看到烧煤的发电厂（图12-40）对环境的污染多么严重！而核电站（图12-41）周围却是蓝天绿草，让人感到惬意。
3．核电是经济、安全，干净的能源
过量的放射线对人体和环境是有害的。核电站虽有安全可靠的保护屏障，但反应堆中的核废料仍然具有较强的放射性，需要装入特制的容器中，深埋地下。当前，世界上的核电站越来越多，核废料的处理，如何变废为宝，仍是一个有待解决的问题。
目前，利用核能发电的技术已经成熟。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可开采储量所能提供的能量，比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。因此，发展核电的前景非常广阔。
课题研究 我国核电事业的发展
【课题】我国核电事业的发展现状与前景
【背景】
1．我国具备了发展核电的基本条件，有一定的核资源储藏量、相当规模的核技术装备和核技术队伍。我国从20世纪70年代开始筹建核电站，现在已有4座核电站建成投产。秦山核电站三期也已于2003年7月正式投入商业运行，有效地缓解了华东地区电力紧张的局面。除此之外，我国还有多座核电站正在建造中。
2．目前全球核电占电能的比例平均为17%，有些国家核电占总发电量的比例高达近80%，韩、日、英、美等国的核电占总发电量比例也很高，而我国核电占总发电量的比例却不到2%。
从长远来看，核能发电的潜力巨大。根据规划，到2020年我国核电装机比重将增加到4%。
【任务】
1．从因特网和报刊、杂志上查阅、收集以下有关资料：
（l）我国核电发展概况；
（2）世界各国核电发展的历史和现状。
2．撰写小论文，在全班进行交流。论文题目自定（例如：“我国发展核电的必要性和可能性”“我国核电的发展过程、现状与前景”“核污染的危害及处理”等）。
【论文自评】_____________________________________________________________。
【师生评价】_____________________________________________________________。
英语角
Observing paintings by the radiative emissions
Hidden layers in paintings are analyzed by bombarding the painting with neutrons and observing the radiative emissions from nunclei that have captured a neutron.
Different elements used in the painting have different half-lives.Image(a),Van Dyck's painting "Saint Rosalie Interceding for the Plague-Stricken of Palermo."The black-and-white images in(b) and (c) were formed using a special film sensitive to electrons emitted by the radioactively decaying elements.Image(b),taken a few hours after the neutron irradiation,reveals the presence of manganese,found in umber, a dark earth-pigment used for the painting's base layer.（Blank areas show where modern repairs,free of manganese,have been made）The image in(c) was taken four days later,after the umber emissions had died away and when phosphorus,found in charcoal and boneblack,was the main radiating element.Upside down is revealed a sketch of Van Dyck himself.The selfportrait, executed in charcoal, had been overpainted by the artist.
发布时间：2016/9/13 上午7:18:44 阅读次数：1425
