
[reactor] 在其中引发并控制裂变材料的链式反应的装置
使铀、钚等放射性元素的原子核裂变以取得原子能的装置。原理是用中子击破铀、钚等元素的原子核,发生链式反应而释放出大量的能。也叫原子反应堆、原子堆、核反应堆。
反应堆(核反应堆)是以可控方式实现核裂变或核聚变链式反应的装置,通过原子核反应释放能量,广泛应用于发电、医疗和科研领域。其核心原理是核燃料在中子轰击下产生裂变,释放能量及次级中子,维持自持链式反应。
一、结构与组成 反应堆主体由核燃料组件、慢化剂、冷却剂、控制棒和屏蔽层构成。核燃料多采用铀-235或钚-239同位素,慢化剂常用石墨或重水以降低中子速度,控制棒由碳化硼等材料制成,通过吸收中子调节反应速率。
二、能量转换机制 核裂变产生热能经冷却剂(如水、液态金属)导出,驱动蒸汽轮机发电。压水堆和沸水堆是目前主流堆型,热效率可达33%-36%,单台百万千瓦级反应堆年供电约80亿千瓦时。
三、分类与应用
四、安全控制系统 现代反应堆配备多重防护体系,包括负温度系数自稳特性、紧急停堆系统(控制棒可在2秒内完全插入)、安全壳结构(1.2米厚钢筋混凝土构筑物)和应急冷却装置,事故概率低于$10^{-6}$/堆年。
反应堆(又称核反应堆或原子反应堆)是能够实现可控自持链式核裂变反应,并将核能转化为热能的装置。以下是其详细解释:
1. 核心定义
反应堆通过中子撞击铀、钚等核燃料的原子核,触发裂变链式反应,同时通过减速剂、控制棒等组件调控反应速率,确保能量释放的稳定性。
2. 主要组成
3. 工作原理
通过精确控制中子数量维持链式反应的平衡。例如压水堆中,水既是减速剂又是冷却剂,将热量传递至外部发电系统。
4. 应用领域
5. 特点与挑战
示例堆型:压水堆、沸水堆、增殖堆等。如需更全面信息,可参考核能领域专业文献或国际原子能机构资料。
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