核电站发电是怎么发电的?李永乐老师讲核反应堆原理

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-08-30 10:06

        最近呢美国的hbo呢拍了一部新剧,切尔诺贝利非常火。很多小朋友问我说这个切尔诺贝利核电站是怎么爆炸的呢?今天我们就在家给大家讲一下这个问题。啊,为了了解切尔诺贝利核电站爆炸啊,我们首先呢得先来说一下核电站他到底是一个什么样的原理。核电站呢是用来发电的,但是发电你必须得有能量,对吧?这个能量来源于什么呢?来源于核能啊,它是核裂变产生的核裂变。核裂变呢它是一种链式反应。

        啊,为什么叫链式反应呢?比如说吧比较常见的啊核电站的反应原理是用12359235啊,这种物质呢它加上中子,用中子去撞击U235。他就会变成什么呢?他会变成啊背啊56 141,还有课。36 92以及三个中子。大家看我用一个中子去撞击U235的原子核,结果撞出来什么,撞出来两个碎片以及三个中子。那么这三个种子又会怎么样呢?又会撞击3个U235,对不对?所以又会变出九个中子,这样一来形成一个雪崩效应,我们称之为链式反应。而在这个过程中呢,他的这个反应物的质量会比生成物的质量大。也就是说。

        他会出现质量亏损啊,质量的整体会减少,质量会亏损。那么质量一旦亏损就会怎么样,就会放出能量。这是爱因斯坦智能方程告诉我们的。放出能量以热的形式存在,我们再把这个热呀用蒸汽机去带动发电机,他就可以变成电脑了。所以呢核反应的原理大概就是这个样子啊。那么切尔诺贝利核电站呢,他使用的这个核电站的这个原理啊叫做rb mk啊,或者叫石墨沸水堆。

        石墨沸水堆。啊,这个核反应堆石墨沸水对于什么样的呢?我把它原理图画一下。好,大家看这个呢就是它的基本原理啊,这个原理呢也不复杂,就是中间呢这个东西就是所谓的燃料棒,燃料棒是什么呢?就是啊这个铀2359235,我们用作反应的U235是吧?好,咱们要棒放在什么地方?放在一个血管之中,那这里边有水,这个水呢是这样流动的水这样流动啊这样流动。经过燃料棒,然后呢被加热,加热了之后,他又流出来啊,继续往这边留这么一直流出来,流到了这个地方啊,水呢我们管它叫冷却剂。冷却剂。他用来冷却这个反应堆,同时带走热量,然后呢就可以用来发电了,对吧?好,那么除此之外啊,他外边有一个很大的框,这个很大的框是什么呢?是石墨。石墨的作用是什么?是减速中子啊,它是用来减速的,减速中子为什么要减速中子呢?因为这个燃料棒啊,他发出的这个中子是非常快的,速度非常大。这个非常大的种子啊,不容易被人要帮其他部分补货,就没有办法形成链式反应。

        所以呢我先让这个发出的中子撞在中间,这些部位这些部位都有石墨啊这些部位。都有石墨,那么这些石墨呢会把这个中子减速,中子速度慢了之后,就更容易被U235捕获,从而形成链式反应。啊,好,那么这个基本的原理呢,就是当我这个水啊是冷的,到这儿我经过加热变热了。热了之后往这边循环到这个地方,他可能已经有一部分变成蒸汽了,所以蒸汽啊就从这个部位出来了,这个水蒸气啊就出来了,蒸汽就出来了。这个蒸汽呢因为它是很高温度的,它可以推动这个涡轮机发电,我们就可以发电了。

        然后他损失了一部分水,对吧?我再把这个冷水从这个地方注入啊,能录入,然后让他这个冷水在这么循环一圈,又变成蒸汽又出来了,对吧?好,这就是基本的一个原理。但是我们如何去控制这个反应的速率呢?这就涉及到一个很关键的部件,就叫控制棒。就是我们会在这个部位啊,我们插入一些伴儿。这些伴儿呢他有一个特殊的特点,它可以吸收中子,我们管它叫控制棒。啊,控制泵他会插在插在这个石墨啊中间控制bar,它的作用呢是用来吸收中子的啊,我们为什么要吸收中子的,那很显而易见了。如果你这个反应太剧烈了,那中子就太多了,对吧?我们为当当他反应慢一点,我就要把这个镑往下查一查,对不对?所以啊他的特点就是我们如果插入。

        这个控制棒插入这个控制泵,那么它的这个反应速率啊就会减小。或者说呢这个反应的温度可能就会下降啊就是。使这个反应减速。那么如果我想要反应剧烈一点怎么办?很显然我把这个棒拔出来,他又少吸收一些中子,少吸收一些中子,中子一多。那这个反应就变成剧烈的,对不对?所以啊如果我们拔出啊我们拔出这个控制泵,就会使这个反应啊加速这个呢就是控制泵的一个作用,对吧?如果我们想紧急停机怎么办?我们把这一大堆控制半欻都插进去,完全把种子吸收掉,那么他就不能反映了,对吧?好,这个呢就是一个简单的核反应堆的原理啊,他为什么叫石墨沸水堆呢?首先它用石墨。做这个减速机减速中子啊,为什么叫沸水堆?因为他把水烧开了,对吧?烧开了之后用来用蒸汽来这个发电啊,所以原理上来讲呢,除了这个核心部位,它和火电站、水电站、风电站不一样以外。

        其他的地方就是像涡轮机动起来发电这个原理都是完全一样的啊,所以后面我们就不多说了。

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