核能和核电基本知识.ppt

2.核能和核电基本知识2.1核电发电基本原理U-235核裂变释放的能量：能量形式能量（Mev）裂变碎片的动能168裂变中子的动能5瞬发的γ射线7裂变产物放出的缓慢γ射线7裂变产物放出的缓慢β射线8可利用的能量195不可利用的中微子能量12裂变释放的总能量2071MW·d消耗的核燃料U-2351.23g1.05g发生裂变Pu-2391.45g1.07g发生裂变U-2331.13g1.04g发生裂变1MW·d耗U-235计算一次裂变产生200MeV能量200MeV=200MeV×1.602×10-19J∕ev=3.024MJ1MW·d=86400MJ的能量1MW·d的能量需：86400/3.024×10-17=2.7×1021次裂变故消耗由于一部分U-235消耗于辐射俘获，实际消耗1.05×1.169=1.23gU-235U-235核裂变过程中放出的中子，99﹪以上都是在10-14s的裂变瞬间释放出来的，叫瞬发中子，其能量0.05∽10Mev范围，平均能量为2Mev，相当于20000km∕s的速度，另有0.65﹪中子是随裂变碎片逐步衰变而放射出来的，裂变瞬间后将持续几分钟之久，叫缓冲中子，能量250∽560kev2.2核能原理核能俗称原子能，它是原子核中的核子重新分配时释放出来的能量。可以大规模应用的核能分为两类：一类是裂变能；另一类是聚变能。核电站所用的核燃料中的有效成分是U-235，如果让1千克的U-235的原子核全部裂变，则它可以释放初相当于270万千克的标准煤完全燃烧所放出的能量。原子和原子核核裂变、链式反应和临界核裂变、链式反应和临界核裂变、链式反应和临界中子的慢化与吸收2.3核反应堆世界上第一座反应堆反应堆类型反应堆是以铀（钚或铀钚混合物）作核燃料实现核裂变链式反应的装置。反应堆的种类可按用途、中子能量、结构、慢化剂、冷却剂、核燃料等进行分类。反应堆的基本结构主要由堆心、反射层、控制棒、堆容器和屏蔽层构成。目前，达到商用规模的核电站反应堆型有压水堆、重水堆、石墨气冷堆、沸水堆和快中子堆。2.4核电站核电站是用铀、钚等作燃料，将它在裂变反应中产生的能量转变为电能的发电站。核电站主要以反应堆的种类相区别，有压水堆核电站、沸水堆核电站、重水堆核电站、石墨水冷堆核电站、石墨气冷堆核电站、高温气冷堆核电站和快中子增殖堆核电站等。核电站由核岛（主要是核蒸汽供应系统）、常规岛（主要是汽轮发电机组）和电站配套设施三大部分组成。核燃料在反应堆内产生的裂变能，主要以热能的形式出现。它经过冷却剂的载带和装换，最终用蒸汽或气体驱动涡轮发电机组发电。核电站所带有强放射性的关键设备都安装在反应堆安全壳产房内，以便在失水事故或其他严重事故下限制放射性物质外逸。为了保证堆心核燃料在任何情况下得到冷却而免于烧毁融化，核电站设置有多项安全系统。世界上第一座核电站1954年在库尔恰托夫的主持下，苏联建立了世界上第一座核电站——奥布宁斯克核电站。从此，核电站便在世界各地蓬勃发展起来。核电站的主要类型核电站是一种利用原子核内蕴藏的能量，大规模生产电力的新型发电站。世界上核电站的类型很多，达到商用规模的有压水堆、沸水堆、重水堆、快堆等。目前核电站的主要堆型是前三种。压水堆是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成果的动力堆堆型。压水堆核电站压水堆核电站工作原理：高压的一回路水在反应堆内被核能加热，温度升高。它在蒸汽发生器内将二回路水加热，生成蒸汽，推动汽轮发电机组发电。核电站与火电站的主要区别是核电站用反应堆代替了火电站的锅炉。沸水堆核电站以沸水堆为热源的核电站。沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱