我们可以生成电力通过核电。在核电站,通过核反应产生电力。在这里,铀(U.235.)或钍(Th232.)受到核裂变。这种裂变是在称为反应器的特殊装置中完成的。
什么是核裂变?
在裂变过程中,重放射性原子的细胞核被分成两个几乎相等的部分。在该核的破裂期间,释放了大量的能量。这种能量释放是由于质量缺陷。这意味着在裂变期间将减少初始产品的总质量。根据Albert爱因斯坦的着名方程,这种裂变损失转化为热能。
核电站的基本原理与常规相同热电站。唯一的区别是,在核电站中,这里唯一使用核电厂产生的热量而不是使用因煤燃烧而产生的热量。蒸汽从水中锅炉。这种蒸汽用于驱动a汽轮机。
该涡轮机是交流发电机的主要动器。这交流发电机生成电能。虽然,核燃料的可用性并不多,但核燃料量非常少量可以产生大量的电能。
这是核电站的独特特征。一千克铀等同于4500公吨的高档煤。这意味着1公斤铀的完全裂变可以产生尽可能多的热量,可以通过4500公吨高档煤的完全燃烧产生。
这就是为什么,虽然核燃料是昂贵的,但每单位电能的核燃料成本仍然低于煤和柴油等其他燃料产生的能量成本。为了满足现代时代的传统燃料危机,核电站可以是最合适的替代品。
核电站的优势
- 如我们所说,该电站的燃料消耗非常低,因此,产生单个能量单位的成本非常小于其他传统发电方法。所需的核燃料量也较少。
- 与其他相同容量的传统发电站相比,核电站占用了更小的空间。
- 该站不需要大量的水,因此构建植物近天然水源是必不可少的。这也不需要大量的燃料;因此,在煤矿附近或可用的地方提供良好的运输设施的地方也不是必不可少的。因此,核电站可以非常接近装载中心。
- 因此,全球核燃料的大量储存因此,这些植物可以确保持续的电能供应千年。
核电站的缺点
- 燃料不易使用,并且非常昂贵。
- 构建核电站的初始成本非常高。
- 该植物的安装和调试比其他传统发电站更复杂和复杂。
- 裂变副产品本质上是放射性的,它可能导致高放射性污染。
- 维护成本较高,核电站所需的人力量较高,因为需要专业培训的人才培训。
- 核电站不能高效地举行负载突然波动。
- 由于核反应的副产品是高度放射性的,因此对这些副产品的处理是一个非常大的问题。它只可以在地面内或远离海边的海里。
核电站的不同组成部分
核电站主要具有四个组件。
- 核反应堆
- 热交换器
- 汽轮机
- 交流发电机
让我们逐个讨论这些组件:
核反应堆
在核反应堆中,铀235遭受核裂变。它控制在裂缝完成时开始的链式反应。链式反应必须控制,否则释放的能量率将快,可能存在很大的爆炸机会。在核裂变中,通过中子慢流轰击核燃料,例如U235的核核。由于这种轰炸,铀的细胞核被破坏,这导致巨大的热能和在核的破碎期间,还发出了许多中子。
这些发出的中子称为裂变中子。这些裂变中子会导致进一步裂变。进一步的裂变产生更多的裂变中子,再次加速裂变的速度。这是一个累积过程。
如果该过程没有控制,在很短的时间内裂变变得如此高,它将释放出大量的能量,可能存在危险的爆炸。这种累积反应称为链反应。该链反应只能通过从核反应堆中除去裂变中子来控制。可以通过改变从反应器中除去裂变中子的速率来控制裂变的速度。
核反应堆是圆柱形的特技压力容器。燃料棒由核燃料制成,即铀调节,通常由石墨覆盖燃料棒。在与铀核碰撞之前,调节速度慢下来。控制杆由镉制成,因为镉是中子的强吸收器。
控制杆插入裂变室中。这些镉控制杆可以按照要求推动并拉起。当这些杆被推到足够的时,大部分裂变中子被这些杆吸收,因此链反应停止。同样,在拉动控制杆的同时,裂变中子的可用性变得更加增加链反应的速率。
因此,很明显,通过调节控制杆的位置,可以控制核反应速率,从而控制电力可以根据负载需求控制。在实际实践中,根据负载要求,通过自动反馈系统控制控制杆的推动和拉动。它不是手动控制。通过冷却剂由钠金属组成,在核反应期间释放的热量释放到热交换器上。
热交换器
在热交换器中,钠金属携带的热量在水中散发,水被转化为这里的高压蒸汽。在水中释放热量后,钠金属冷却剂通过冷却剂循环泵回到反应器。
汽轮机
在核电站中,蒸汽轮机与煤电站起着相同的作用。蒸汽以相同的方式推动涡轮机。在进行工作后,排气蒸汽进入蒸汽冷凝器,在那里它被凝聚在一起以提供空间蒸汽在它后面。
交流发电机
一个交流发电机,与涡轮机连接,旋转并产生电力,以便利用。交流发电机的输出通过变压器,断路器和隔离器传送到汇流条。
网站选择核电站
- 水的可用性:虽然很大量的水不受水电电厂,但仍然足够的中性水供应对于核电站的冷却目的是显而易见的。这就是为什么它总是优选定位在河流或海边附近的这种植物。
- 处理水:核电站的副产品或废物是放射性的,可能导致严重的健康危害。因此,在处理核电站废物期间,特别注意。废物必须从地球层面深入埋没,或者这些必须在海上脱离海边。因此,在选择核电站的位置期间,必须考虑这些因素。
- 人口稠密地区的距离:由于总是有放射性的概率,因此总是优选地定位远离人口稠密的区域的核站。
- 运输设施:在调试期间,要竖立重型设备,将从制造商网站运输。如此良好的铁路和巷道可用性是必需的。对于熟练的人力的可用性,良好的公共交通工具也应该在网站上存在。