什么是核能发电

放大字体缩小字体 发布日期:2011-07-05 22:46:48 来源:新能源网编辑:核能浏览次数:1316
核心提示:现在世界许多国家已经开始大规模的使用核能进行发电了,像日本这样的国家,使用核能技术来发电已经站起国内总电量的三分之二。那么究竟核能是怎么发电的呢?下面我们就一起去了解了解核能是如何发电的。在我们了解核能是如何发电之前,我们先对核能有一个基本的了解吧。那么什么是核能呢?核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量

       现在世界许多国家已经开始大规模的使用核能进行发电了,像日本这样的国家,使用核能技术来发电已经站起国内总电量的三分之二。那么究竟核能是怎么发电的呢?下面我们就一起去了解了解核能是如何发电的。

核能发电
核能发电站

       在我们了解核能是如何发电之前,我们先对核能有一个基本的了解吧。那么什么是核能呢?核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放:1、核裂变,打开原子核的结合力。2、核聚变,原子的粒子熔合在一起。3、核衰变,自然的慢得多的裂变形式。

        在我们对核能有了基本的认识之后,那么我们就来了解核能是如何发电的吧。其实核能发电的原理很简单,核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子核裂变,使裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。

       利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及核能发电站蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见轻水堆),其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的过饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。核反应堆核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热,将水加热成高温高压,利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多(相差约百万倍),比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%-4%,其馀皆为无法产生核分裂的铀238。

       通过以上我们不难看出,核能发电的前提是要先产生核能,那么核能又必须是核裂变的,那么核裂变又是怎么才能产生的呢?核专家告诉我们说要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题:
①为核裂变链式反应提供必要的条件,使之得以进行。
②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。
③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。
④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大,必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。

       那么核能来发电又有什么优点呢?下面我们就来了解一下核能发电的优点吧。  
1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。   
2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。   
3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,暂时没有其他的用途。   
4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。   
5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。

关键词: 核能 发电 核裂变

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