第十二章E反应堆核电站.docx

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1、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IS内就可以产生IOoo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IOMW高温气冷反应堆照片。1957年以来，人们

2、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,已成为重要的能源支柱。图12-34图12-35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

3、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杯等（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1237是核电站发电流程示意图。蒸汽发生器水泥防护层冷却剂2 图12-373 .核电站利用反应堆中的核燃

4、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的核燃料,所释放出来的能量就相当于IOt优质煤完全燃烧放出的热能。同样是106kW的发电厂,“烧”铀跟烧煤相比要省得多，至少可以节约很多运费。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

5、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，性能相当好的错合金燃料包壳，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。4 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。5 .核电是经济、安全，干净的能源

6、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、钛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

7、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2023年我国核电装机比重将增加到4%o【任务】1 .从因特网和报刊、杂志上查阅、收集以下有关资料：（1）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

8、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O师生评价O英语角ObservingpaintingsbytheradiativeemissionsHidden1ayersinpaintingsareana1yzedbybombardingthepaintingwithneutronsandobservingtheradiativeemissionsfromnunc1eithathavecapturedaneutron.Differente1ementsusedinthepaintinghavedifferent(a),VanDyckspaintingSaintRosa1ieI

9、ntercedingfortheP1ague-StrickenofPa1ermoZ1Theb1ack-and-whiteimagesin(b)and(c)wereformedusingaspecia1fi1msensitivetoe1ectronsemittedbytheradioactive1ydecaying(b),takenafewhoursaftertheneutronirradiation,revea1sthepresenceofmanganese,foundinumber,adarkearth-pigmentusedforthepaintingsbase1ayer.(B1ankareasshowwheremodemrepairs,freeofmanganese,havebeenmade)Theimagein(c)wastakenfourdays1ater,aftertheumberemissionshaddiedawayandwhenphosphorus,foundincharcoa1andboneb1ack,wasthemainradiatingedownisrevea1edasketchofVanDyckse1fportrait,executedincharcoa1,hadbeenoverpaintedbytheartist.Fig.12-42