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常用詞典

[核] 核反應堆；原子爐

例句

Exelon Corp. will explore building a new nuclear reactor downstate.

美國愛克斯龍電力公司會在州的最南部研發建造一個新的核反應堆。

The nuclear reactor was not damaged in the lightning storm that struck late last night.

核反應堆在昨晚後半夜的雷雨中沒有受損。

He added, at this speed, they will be generating more heat per cubic centimeter than a nuclear reactor.

他補充，在這種速度下，每立方厘米産生的熱将超過核反應堆。

About Nuclear Reactor Accidents 1.

核反應堆事故之A bc。

Oh no you din 'nt, father of the nuclear reactor!

噢，這不是你說的吧，核反應堆之父！

同義詞

|atomic reactor;[核]核反應堆；原子爐

專業解析

核反應堆（Nuclear Reactor）是一種通過可控的核裂變或核聚變反應産生能量的裝置，主要用于發電、科研或醫療等領域。以下是其核心原理與構成的詳細解釋：

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一、基本定義與工作原理

核反應堆利用重原子核裂變釋放能量。以鈾-235（ce{^{235}_{92}U}）為例，當其原子核吸收一個中子後，會分裂成兩個較輕的原子核（裂變産物），同時釋放大量能量和2-3個新中子。這些新中子可繼續引發其他鈾原子核裂變，形成自持鍊式反應。反應過程遵循愛因斯坦質能方程： $$ E = mc $$ 其中能量（E）由損失的質量（m）轉化而來，光速（c）為常數。

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二、關鍵組件與功能

1. 核燃料

   通常為濃縮鈾（鈾-235含量3%-5%）或钚-239，封裝在锆合金燃料棒中。燃料棒組合成燃料組件，是能量釋放的核心。

2. 慢化劑

   水（輕水或重水）、石墨等材料，用于降低中子速度，使其更易被鈾-235捕獲，維持鍊式反應效率。

3. 控制棒

   含硼、镉等中子吸收材料，通過插入或抽出燃料組件調節中子數量，控制反應速率或緊急停堆。

4. 冷卻劑

   水、液态金屬（如鈉）或氣體，帶走反應産生的熱量，用于發電系統（如驅動蒸汽輪機）。

5. 安全殼

   鋼筋混凝土結構，包容放射性物質，防止洩漏至環境。

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三、主要類型

1. 壓水反應堆（PWR）

   使用普通水作慢化劑和冷卻劑，通過高壓防止水沸騰。全球占比約65%，常見于核電站。

2. 沸水反應堆（BWR）

   冷卻劑在堆芯内沸騰，蒸汽直接驅動渦輪機，結構較簡化。

3. 重水反應堆（如CANDU）

   以重水（ce{D_2O}）為慢化劑，可使用天然鈾燃料，燃料利用率高。

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四、安全機制

采用縱深防禦策略，包括：

• 多重物理屏障（燃料包殼、壓力容器、安全殼）；
• 冗餘控制系統與緊急停堆裝置；
• 嚴格遵循國際原子能機構（IAEA）安全标準。

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參考資料

1. 國際原子能機構（IAEA）. 核反應堆基礎. https://www.iaea.org/topics/nuclear-power-reactors
2. 美國能源部（DOE）. 反應堆技術手冊. https://www.energy.gov/ne/nuclear-reactor-technologies
3. 世界核協會（WNA）. 反應堆類型綜述. https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-power-reactors.aspx
4. 中國核能行業協會. 核反應堆安全設計原則. http://www.china-nea.cn/site/content/36241.html
5. 清華大學核能與新能源技術研究院. 先進核能系統導論. http://www.inet.tsinghua.edu.cn/

網絡擴展資料

Nuclear Reactor（核反應堆）的詳細解釋：

1. 定義與基本功能
核反應堆是一種通過可控的核裂變（nuclear fission）或核聚變（nuclear fusion）釋放能量的裝置。目前大多數反應堆基于核裂變，利用鈾-235（U-235）或钚-239（Pu-239）等重原子核分裂産生能量，主要用于發電、科研或醫學領域。

2. 核心組成部分

• 燃料棒（Fuel Rods）：含可裂變物質（如鈾），是能量來源。
• 慢化劑（Moderator）：如水或石墨，用于減緩中子速度以維持鍊式反應。
• 冷卻劑（Coolant）：水、液态金屬或氣體，用于帶走反應産生的熱量。
• 控制棒（Control Rods）：由镉或硼制成，通過吸收中子調節反應速率。
• 安全殼（Containment Structure）：防止輻射洩漏的強化結構。

3. 工作原理

• 步驟1：中子撞擊燃料原子核（如U-235），引發裂變，釋放大量能量和2-3個新中子。
• 步驟2：新中子繼續撞擊其他原子核，形成鍊式反應。
• 步驟3：熱量通過冷卻劑傳遞至外部，驅動渦輪發電。
• 步驟4：控制棒調節中子數量，确保反應可控。

4. 主要類型

• 壓水反應堆（PWR）：使用高壓水作為冷卻劑和慢化劑，最常見于核電站。
• 沸水反應堆（BWR）：水直接沸騰産生蒸汽驅動渦輪。
• 重水反應堆（PHWR）：以重水（D₂O）為慢化劑，可消耗天然鈾。
• 快中子反應堆（FBR）：無慢化劑，利用快中子增殖燃料（如钚）。

5. 應用領域

• 發電：提供低碳基載電力。
• 醫學：生産放射性同位素（如钴-60）用于癌症治療。
• 科研：研究中子性質或材料行為。
• 工業：用于海水淡化或制氫。

6. 安全與挑戰

• 安全機制：多層防護、被動冷卻系統、應急停堆裝置。
• 挑戰：核廢料處理（如高放廢物的長期儲存）、潛在事故風險（如堆芯熔毀）。

核反應堆是現代能源體系的重要組成部分，平衡高效能源生産與安全、環保問題是其發展的核心方向。

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