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60 核能是如何发电的（第1页）

60　核能是如何发电的

核能发电是应该继续还是应该叫停的问题引发了热议。在谈论这个问题之前，我们需要先了解下核能发电究竟是什么。

◎核能发电的基本原理

核能发电指的是在核反应堆装置中进行核裂变反应，利用产生的热量生成水蒸气，将水蒸气导出到反应堆外部，通过带动发电机的涡轮运转进行发电的装置。

这与火电厂在锅炉内生成水蒸气，并利用蒸汽带动涡轮转动发电是完全相同的原理。所以核反应堆听起来似乎很厉害，但其实与火电厂的锅炉起到同样的作用。

图9-13　核能发电的基本原理

◎中子慢化剂

上一节讲述了对核反应堆非常重要的材料——控制材料。其实，核反应堆中还有另外一种也非常重要的材料，那就是中子慢化剂。

核裂变反应放出的中子是快中子，其运动速度高达光速的几分之一。但快中子无法与235U发生有效的反应，为了促进反应，需要降低中子的速度，使其变成热中子。

起到这个作用的就是中子慢化剂。要想既不带电荷又不带磁性的中子速度减弱，只有使它与其他物质相撞这一种方法，而用与中子同质量的粒子进行撞击效率是最高的，最适合充当这种粒子的就是与中子同质量的氢原子（H）。因此中子慢化剂一般使用的都是水（H2O）。可以说，核反应堆中能够吸收中子的控制材料和可以降低中子速度的慢化剂都是不可或缺的。

图9-14　中子慢化剂的原理

◎核反应堆的结构

图9?15是核反应堆构造的简单示意图。其中有装填235U的燃料棒和插在燃料棒之间的控制材料（控制棒）。

控制棒插入得深的时候，可以吸收更多的中子，降低核反应堆的反应速度。相反地，把控制棒拔出的话，中子数量增加，核反应速度提高。可以说控制棒兼具了核反应堆的加速器及刹车的功能。

反应堆中注满了水，水吸收核裂变反应产生的能量后被加热，从而变成了水蒸气，被导出到反应堆外部，带动发电机的涡轮转动。同时水还兼具降低中子速度的慢化剂作用。

图9-15　核反应堆构造

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