
【化】 light-water reactor (LWR)
gently; light; not important
【化】 water cooling
and; draw; gentle; kind; mild; harmonious; mix with; sum; summation
together with
【計】 ampersand
【醫】 c.; cum
【化】 moderation; slowing down
reactor
【醫】 reactor
輕水冷卻和慢化反應堆(Light Water Cooled and Moderated Reactor)是核能發電領域最常見的反應堆類型,其核心特征是以普通水(H₂O)同時作為冷卻劑和中子慢化劑。該術語對應英文"Light Water Reactor (LWR)",主要分為壓水堆(PWR)和沸水堆(BWR)兩大技術路線。
冷卻功能解析
輕水通過循環系統吸收核裂變産生的熱能,在壓水堆中維持液态高壓狀态(約15.5 MPa),将熱量傳遞給二次回路蒸汽發生器。沸水堆則允許冷卻水在堆芯内直接沸騰産生蒸汽,熱效率可達33-35%。
慢化機理
普通水中的氫原子核能有效減緩快中子速度,使中子能量從2 MeV降至0.025 eV的熱中子水平,大幅提高U-235裂變反應的截面面積。慢化過程中,水分子間距需保持最佳化設計,密度系數控制在-5×10⁻⁵/°C。
技術規範與安全
根據國際原子能機構(IAEA) SSR-2/1标準,輕水堆需設置三重安全屏障:锆合金燃料包殼、壓力容器和安全殼結構。現代設計引入非能動安全系統,如AP1000的堆芯補水箱可在72小時内無需外部幹預。
主要參考資料:
輕水冷卻和慢化反應堆(Light Water Reactor, LWR)是一種以普通水(H₂O)同時作為冷卻劑和慢化劑的核反應堆,目前全球約80%的核電站采用這種堆型。以下是詳細解釋:
輕水定義
指普通水(H₂O),與含氘原子的重水(D₂O)不同。其氫原子僅含1個質子,無額外中子,因此中子減速效率高且成本低廉。
雙重作用
壓水反應堆(PWR)
沸水反應堆(BWR)
優勢
局限性
慢化過程中,中子能量損失可通過彈性散射公式計算: $$ frac{E'}{E} = left( frac{A-1}{A+1} right) $$ 其中,$E$和$E'$分别為碰撞前後的中子能量,$A$是慢化劑原子核的質量數。
如需更完整的技術細節,可參考來源、5、7、9等。
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