核反应堆及其组成.docx

核反应堆及其组成核反应堆1. 核反应堆及其组成核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应，从而实现核能—热能 转换的装置核反应堆是核电厂的心脏，核裂变链式反应在其中进行1942 年美国芝加哥大学建成了世界上第一座自持的链式反应装置， 从此开辟了核能利用的新纪元反应堆由堆芯、冷却系统、慢化系统、反射层、控制与保护系统、屏 蔽系统、辐射监测系统等组成堆芯中的燃料：反应堆的燃料，不是煤、石油，而是可裂变材料自然界 天然存在的易于裂变的材料只有u-235，它在天然铀中的含量仅有0.711%，另 外两种同位素U-238和U-234各占99.238%和0.0058%，后两种均不易裂变另外，还有两种利用反应堆或加速器生产出来的裂变材料U-233和Pu-2 39用这些裂变材料制成金属、金属合金、氧化物、碳化物等形式作为反 应堆的燃料燃料包壳：为了防止裂变产物逸出，一般燃料都需用包壳包起来，包壳 材料有铝、锆合金和不锈钢等控制与保护系统中的控制棒和安全棒：为了控制链式反应的速率在一个预 定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，称之为控制棒和安全棒控制棒 用来补偿燃料消耗和调节反应速率；安全棒用来快速停止链式反应。

吸收体材料 一般是硼、碳化硼、镉、银铟镉等冷却系统中的冷却剂：为了将裂变的热导出来，反应堆必须有冷却剂，常 用的冷却剂有轻水、重水、氦和液态金属钠等慢化系统中的慢化剂：由于慢速中子更易引起铀-235裂变，而中子裂变 出来则是快速中子，所以有些反应堆中要放入能使中子速度减慢的材料，就叫慢 化剂，一般慢化剂有水、重水、石墨等反射层：反射层设在活性区四周，它可以是重水、轻水、铍、石墨或其 它材料它能把活性区内逃出的中子反射回去，减少中子的泄漏量屏蔽系统：反应堆周围设屏蔽层，减弱中子及Y剂量辐射监测系统：该系统能监测并及早发现放射性泄漏情况2. 反应堆的结构形式和分类反应堆的结构形式是千姿百态的，它根据燃料形式、冷却剂种类、中 子能量分布形式、特殊的设计需要等因素可建造成各类型结构形式的反应堆目前世界上有大小反应堆上千座，其分类也是多种多样按能普分有由热 能中子和快速中子引起裂变的热堆和快堆；按冷却剂分有轻水堆，即普通水堆（又分为压水堆和沸水堆）、重水堆、气冷堆和钠冷堆按用途分有：（1）研究试 验堆：是用来研究中子特性，利用中子对物理学、生物学、辐照防护学以及材料 学等方面进行研究；（2）生产堆，主要是生产新的易裂变的材料铀-233、钚-2 39；（3）动力堆，利用核裂变所产生的热能广泛用于舰船的推进动力和核能发 电。

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