物理學類 : 艦艇 : 冶金 > 核反應堆



目錄 ·No. 1 ·hé fǎn yìng duī hé fǎn yìng duī ·No. 3 ·No. 4 ·核反應堆類型 ·核反應堆工作原理 ·核反應堆用途 ·核反應堆發展過程 ·核反應堆發展過程 ·百科辭典 ·英文解釋 ·相關詞 ·包含詞 ·更多結果... No. 1 　　原子反應堆。 hé fǎn yìng duī hé fǎn yìng duī 　　在其中引發並控製裂變材料的鏈式反應的裝置(如為了産生動力用熱或從鈾生産鈈) No. 3 　　即原子反應堆。使鈾、鈈等放射性元素的原子核裂變以取得原子能的裝置。原理是用中子擊破鈾、鈈等元素的原子核，發生鏈式反應而釋放出大量的能。 No. 4 　　（核）反應堆 (nuclear) reactor 能維持可控自持鏈式核裂變反應的裝置。 　　指任何含有其核燃料按此種方式佈置的結構，使得在無需補加中子源的條件下能在其中發生自持鏈式核裂變過程。 　　註釋：更廣泛的意義上講，反應堆這一術語應覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆，但一般情況下僅指裂變堆。 　　核反應堆，又稱為原子反應堆或反應堆，是裝配了核燃料以實現大規模可控製裂變鏈式反應的裝置。 核反應堆類型 　　根據用途，核反應堆可以分為以下幾種類型①將中子束用於實驗或利用中子束的核反應，包括研究堆、材料實驗等。②生産放射性同位素的核反應堆。③生産核裂變物質的核反應堆，稱為生産堆。④提供取暖、海水淡化、化工等用的熱量的核反應堆，比如多目的堆。⑤為發電而發生熱量的核反應，稱為發電堆。⑥用於推進船舶、飛機、火箭等到的核反應堆，稱為推進堆。 　　另外，核反應堆根據燃料類型分為天然氣鈾堆、濃縮鈾堆、釷堆；根據中子能量分為快中子堆和熱中子堆；根據冷卻劑(載熱劑)材料分為水冷堆、氣冷堆、有機液冷堆、液態金屬冷堆；根據慢化劑(減速劑)分 為石墨堆、重水堆、壓水堆、沸水堆、有機堆、熔????堆、鈹堆；根據中子通量分為高通量堆和一般能量堆；根據熱工狀態分為沸騰堆、非沸騰堆、壓水堆；根據運行方式分為脈衝堆和穩態堆，等等。核反應堆概念上可有900多種設計，但現實上非常有限。 核反應堆工作原理 　　核反應堆是核電站的心髒，它的工作原理是這樣的： 　　原子由原子核與核外電子組成。原子核由質子與中子組成。當鈾235的原子核受到外來中子轟擊時，一個原子核會吸收一個中子分裂成兩個質量較小的原子核，同時放出2—3個中子。這裂變産生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核，引起新的裂變。如此持續進行就是裂變的鏈式反應。鏈式反應産生大量熱能。用循環水(或其他物質)帶走熱量才能避免反應堆因過熱燒毀。導出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動氣輪機發電。由此可知，核反應堆最基本的組成是裂變原子核＋熱載體。但是衹有這兩項是不能工作的。因為，高速中子會大量飛散，這就需要使中子減速增加與原子核碰撞的機會；核反應堆要依人的意願决定工作狀態，這就要有控製設施；鈾及裂變産物都有強放射性，會對人造成傷害，因此必須有可靠的防護措施。綜上所述，核反應堆的合理結構應該是：核燃料＋慢化劑＋熱載體＋控製設施＋防護裝置。 　　還需要說明的是，鈾礦石不能直接做核燃料。鈾礦石要經過精選、碾碎、酸浸、濃縮等程序，製成有一定鈾含量、一定幾何形狀的鈾棒才能參與反應堆工作。 核反應堆用途 　　核裂變時既釋放出大量能量、又釋放出大量中子。核反應堆有許多用途，但歸結起來，-是利用裂變核能，二是利用裂變中子。 　　核能主要用於發電，但它在其它方面也有廣泛的應用。例如核能供熱、核動力等。 　　核能供熱是廿世紀八十年代纔發展起來的一項新技術，這是一種經濟、安全、清潔的熱源，因而在世界上受到廣泛重視。在能源結構上，用於低溫(如供暖等)的熱源，占總熱耗量的一半左右，這部分熱多由直接燃煤取得，因而給環境造成嚴重污染。在我國能源結構中，近70%的能量是以熱能形式消耗的，而其中約60%是120℃以下的低溫熱能，所以發展核反應堆低溫供熱，對緩解供應和運輸緊張、淨化環境、減少污染等方面都有十分重要的意義。核供熱是一種前途遠大的核能利用方式。核供熱不僅可用於居民鼕季采暖，也可用於工業供熱。特別是高溫氣冷堆可以提供高溫熱源，能用於煤的氣化、煉鐵等耗熱巨大的行業。核能既然可以用來供熱、也一定可以用來製冷。清華大學在五兆瓦的低溫供熱堆上已經進行過成功的試驗。核供熱的另一個潛在的大用途是海水淡化。在各種海水淡化方案中，采用核供熱是經濟性最好的一種。在中東、北非地區，由於缺乏淡水，海水淡化的需求是很大的。 　　核能又是一種具有獨特優越性的動力。因為它不需要空氣助燃，可作為地下、水中和太空缺乏空氣環境下的特殊動力；又由於它少耗料、高能量，是一種一次裝料後可以長時間供能的特殊動力。例如，它可作為火箭、宇宙飛船、人造衛星、潛艇、航空母艦等的特殊動力。將來核動力可能會用於星際航行。現在人類進行的太空探索，還局限於太陽係，故飛行器所需能量不大，用太陽能電池就可以了。如要到太陽係外其他星係探索，核動力恐怕是唯一的選擇。美、俄等國-直在從事核動力衛星的研究開發，旨在把發電能力達上百千瓦的發電設備裝在衛星上。由於有了大功率電源，衛星在通訊、軍事等方面的威力將大大增強。1997年10月15日美國宇航局發射的“卡西尼”號核動力空間探測飛船，它要飛往土星，歷時7年，行程長達35億公裏漫長的旅途。 　　核動力推進，目前主要用於核潛艇、核航空母艦和核破冰船。由於核能的能量密度大、衹需要少量核燃料就能運行很長時間，這在軍事上有很大優越性。尤其是核裂變能的産生不需要氧氣，故核潛艇可在水下長時間航行。正因為核動力推進有如此大的優越性，故幾十年來全世界己製造的用於艦船推進的核反應堆數目已達數百座、超過了核電站中的反應堆數目(當然其功率遠小於核電站反應堆)。現在核航空母艦、核驅逐艦、核巡洋艦與核潛艇一起，已形成了一支強大的海上核力量。 　　核反應堆的第二大用途就是利用鏈式裂變反應中放出的大量中子。這方面的用途是非常多的，我們這裏僅舉少量幾個例子。我們知道，許多穩定的元素的原子核如果再吸收一個中子就會變成一種放射性同位素。因此反應堆可用來大量生産各種放射性同位素。放射性同位素在工業、農業、醫學上的廣泛用途現在幾乎是盡人皆知的了。還有，現在工業、醫學和科研中經常需用一種帶有極微小孔洞的薄膜，用來過濾、去除溶液中的極細小的雜質或細菌之類。在反應堆中用中子轟擊薄膜材料可以生成極微小的孔洞，達到上述技術要求。利用反應堆中的中子還可以生産優質半導體材料。我們知道在單晶硅中必須摻入少量其他材料，才能變成半導體，例如摻入磷元素。一般是采用擴散方法，在爐子裏讓磷蒸汽通過硅片表面滲進去。但這樣做效果不是太理想，硅中磷的濃度不均勻，表面濃度高裏面濃度變低。現在可采用中子摻雜技術。把單晶硅放在反應堆裏受中子輻照，硅俘獲一個中子後，經衰變後就變成了磷。由於中子不帶電、很容易進入硅片的內部，故這種辦法生産的硅半導體性質優良。利用反應堆産生的中子可以治療癌癥。因為許多癌組織對於硼元素有較多的吸收，而且硼又有很強的吸收中子能力。硼被癌組織吸收後，經中子照射，硼會變成鋰並放出α射綫。α射綫可以有效殺死癌細胞，治療效果要比從外部用γ射綫照射好得多。反應堆裏的中子還可用於中子照相或者說中子成像。中子易於被輕物質散射，故中子照相用於檢查輕物質(例如炸藥、毒品等)特別有效，如果用χ光或超聲成像則檢查不出來。 核反應堆發展過程 　　早在1929年，科剋羅夫特就利用質子成功地實現了原子核的變換。但是，用質子引起核反應需要消耗非常多的能量，使質子和目標的原子核碰撞命中的機會也非常之少。 　　1938年，德國人奧托·哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和鈾原子發生了碰撞。這項實驗有着非常重大的意義，它不僅使鈾原子簡單地發生了分裂，而且裂變後總的質量減少，同時放出能量。尤其重要的是鈾原子裂變時，除裂變碎片之外還射出2至3個中子，這個中子又可以引起下一個鈾原子的裂變，從而發生連鎖反應。 　　1939年1月，用中子引起鈾原子核裂變的消息傳到費米的耳朵裏，當時他已逃亡到美國哥倫比亞大學，費米不愧是個天才科學家，他一聽到這個消息，馬上就直觀地設想了原子反應堆的可能性，開始為它的實現而努力。費米組織了一支研究隊伍，對建立原子反應堆問題進行徹底的研究。費米與助手們一起，經常通宵不眠地進行理論計算，思考反應堆的形狀設計， 　　有時還要親自去解决石墨材料的採購問題。 　　1942年12月2日，費米的研究組人員全體集合在美國芝加哥大學足球場的一個巨大石墨型反應堆前面。這時由費米發出信號，緊接着從那座埋沒在石墨之間的7噸鈾燃料構成的巨大反應堆裏，控製棒緩慢地被拔了出來，隨着計數器發出了咔嚓咔嚓的響聲，到控製棒上升到一定程度，計數器的聲音響成了一片，這說明連鎖反應開始了。這是人類第一次釋放並控製了原子能的時刻。 　　1954年前蘇聯建成世界上第一座原子能發電站利用濃縮鈾作燃料，采用石墨水冷堆，電輸出功率為5000千瓦。1956年，英國也建成了原子能電站。原子能電站的發展並非一帆風順，不少人對核電站的放射性污染問題感到憂慮和恐懼，因此出現了反核電運動。其實，在嚴格的科學管理之下，原子能是安全的能源。原子能發電站周圍的放射性水平，同天然本底的放射性水平實際並沒有多大差別。 　　1979年3月，美國三裏島原子能發電站由於操作錯誤和設備失靈，造成了原子能開發史上空前未有的嚴重事故。然而，由於反應堆的停堆係統、應急冷卻係統和安全殼等安全措施發揮了作用，結果放射性外逸量微乎其微，人和環境沒有受到什麽影響，充分說明現代科技的發展已能保證原子能的安全利用。 　　總之，由於反應堆是一個巨大的中子源，因此是進行基礎科學和應用科學研究的一種有效工具。目前其應用領域日益擴大，而且其應用潛力也很大，有待人們的進一步開發。 核反應堆發展過程 　　早在1929年，科剋羅夫特就利用質子成功地實現了原子核的變換。但是，用質子引起核反應需要消耗非常多的能量，使質子和目標的原子核碰撞命中的機會也非常之少。 　　1938年，德國人奧托·哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和鈾原子發生了碰撞。這項實驗有着非常重大的意義，它不僅使鈾原子簡單地發生了分裂，而且裂變後總的質量減少，同時放出能量。尤其重要的是鈾原子裂變時，除裂變碎片之外還射出2至3個中子，這個中子又可以引起下一個鈾原子的裂變，從而發生連鎖反應。 　　1939年1月，用中子引起鈾原子核裂變的消息傳到費米的耳朵裏，當時他已逃亡到美國哥倫比亞大學，費米不愧是個天才科學家，他一聽到這個消息，馬上就直觀地設想了原子反應堆的可能性，開始為它的實現而努力。費米組織了一支研究隊伍，對建立原子反應堆問題進行徹底的研究。費米與助手們一起，經常通宵不眠地進行理論計算，思考反應堆的形狀設計， 　　有時還要親自去解决石墨材料的採購問題。 　　1942年12月2日，費米的研究組人員全體集合在美國芝加哥大學足球場的一個巨大石墨型反應堆前面。這時由費米發出信號，緊接着從那座埋沒在石墨之間的7噸鈾燃料構成的巨大反應堆裏，控製棒緩慢地被拔了出來，隨着計數器發出了咔嚓咔嚓的響聲，到控製棒上升到一定程度，計數器的聲音響成了一片，這說明連鎖反應開始了。這是人類第一次釋放並控製了原子能的時刻。 　　1954年前蘇聯建成世界上第一座原子能發電站利用濃縮鈾作燃料，采用石墨水冷堆，電輸出功率為5000千瓦。1956年，英國也建成了原子能電站。原子能電站的發展並非一帆風順，不少人對核電站的放射性污染問題感到憂慮和恐懼，因此出現了反核電運動。其實，在嚴格的科學管理之下，原子能是安全的能源。原子能發電站周圍的放射性水平，同天然本底的放射性水平實際並沒有多大差別。 　　1979年3月，美國三裏島原子能發電站由於操作錯誤和設備失靈，造成了原子能開發史上空前未有的嚴重事故。然而，由於反應堆的停堆係統、應急冷卻係統和安全殼等安全措施發揮了作用，結果放射性外逸量微乎其微，人和環境沒有受到什麽影響，充分說明現代科技的發展已能保證原子能的安全利用。 　　總之，由於反應堆是一個巨大的中子源，因此是進行基礎科學和應用科學研究的一種有效工具。目前其應用領域日益擴大，而且其應用潛力也很大，有待人們的進一步開發。 　　在原子能的和平利用中，最典型的當數原子能發電，也稱核電。如果說原子彈的爆炸是瞬間、不受控製地進行的鈾-235或鈈-239核裂變鏈鎖反應的結果，那麽原子能發電站利用的能量是來受控狀態下持久進行的鈾-235或鈈-239核裂變鏈鎖反應。一種可以人為控製核裂變反應快慢並能維持鏈鎖核裂變反應的裝置叫做反應堆。費米發明的反應堆是用來生産鈈-239的，這種反應堆叫做生産堆。原子能發電站的核心也是反應堆，它是用反應堆內核裂變反應産生的巨大熱量生成飽和蒸汽驅動氣輪機發電，這種反應堆叫做動力堆。原子能發電與用煤、用油發電的區別僅在於産生熱量的裝置不同，前者是原子能反應堆，後者是燃煤、燃油鍋爐。 　　反應堆的類型很多，但它主要由活性區，反射層，外壓力殼和屏蔽層組成。活性區又由核燃料，慢化劑，冷卻劑和控製棒等組成。現在用於原子能發電站的反應堆中，壓水堆是最具競爭力的堆型（約占61%），沸水堆占一定比例（約占24%），重水堆用的較少（約占5%）。壓水堆的主要特點是：1）用價格低廉、到處可以得到的普通水作慢化劑和冷卻劑，2）為了使反應堆內溫度很高的冷卻水保持液態，反應堆在高壓力（水壓約為15.5 MPa ）下運行，所以叫壓水堆；3）由於反應堆內的水處於液態，驅動汽輪發電機組的蒸汽必須在反應堆以外産生；這是藉助於蒸汽發生器實現的，來自反應堆的冷卻水即一回路水流入蒸汽發生器傳熱管的一側，將熱量傳給傳熱管另一側的二回路水，使後者轉變為蒸汽（二回路蒸汽壓力為6—7 MPa，蒸汽的溫度為275—290 ℃）；4）由於用普通水作慢化劑和冷卻劑，熱中子吸收截面較大，因此不可能用天然鈾作核燃料，必須使用濃縮鈾（鈾-235的含量為2—4%）作核燃料。沸水堆和壓水堆同屬於輕水堆，它和壓水堆一樣，也用普通水作慢化劑和冷卻劑，不同的是在沸水堆內産生蒸汽（壓力約為7 MPa），並直接進入氣輪機發電，無需蒸汽發生器，也沒有一回路與二回路之分，係統特別簡單，工作壓力比壓水堆低。然而，沸水堆的蒸汽帶有放射性，需采取屏蔽措施以防止放射性泄漏。重水堆是用重水作慢化劑和冷卻劑，因為其熱中子吸收截面遠小於普通水的熱中子吸收截面，所以可以用天然鈾作為重水堆的核燃料。所謂熱中子，是指鈾-235原子核裂變時射出的快中子經慢化後速度降為2200 m/s、能量約為1/40 eV的中子。熱中子引起鈾-235核裂變的可能性，比被鈾-238原子核俘獲的可能性大190倍。這樣，在以天然鈾為燃料的重水堆中，核裂變鏈鎖反應可持續進行下去。由於重水慢化中子不如普通水有效，因此重水堆的堆芯比輕水堆大得多，使得壓力容器製造變得睏難。重水堆仍需配備蒸汽發生器，一回路的重水將熱量帶到蒸汽發生器，傳給二回路的普通水以産生蒸汽。重水堆的最大優點是不用濃縮鈾而用天然鈾作核燃料，但是阻礙其發展的重要原因之一是重水很難得到，因為在天然水中重水衹占1/6500。 　　前蘇聯於1954年建成了世界上第一座原子能發電站，掀開了人類和平利用原子能的新的一頁。英國和美國分別於1956年和1959年建成原子能發電站。到2004.9.28，在世界上31個國傢和地區，有439座發電用原子能反應堆在運行，總容量為364.6百萬千瓦，約占世界發電總容量的16% 。其中，法國建成59座發電用原子能反應堆，原子能發電量占其整個發電量的78%；日本建成54座，原子能發電量占其整個發電量的25%；美國建成104座，原子能發電量占其整個發電量的20%；俄羅斯建成29座，原子能發電量占其整個發電量的15% 。我國於1991年建成第一座原子能發電站，包括這一座在內，現在投入運行的有9座發電用原子能反應堆，總容量為660萬千瓦。我國另有2座反應堆在建設中。我國還為巴基斯坦建成一座原子能發電站。 　　原子能發電比常規發電的主要優點是：1）能量高度集中，燃料費用低廉，綜合經濟效益好。1公斤鈾-235或鈈-239提供的能量在理論上相當於2300噸無煙煤。在現階段的實際應用中，1公斤天然鈾可代替20—30噸煤。雖然原子能發電一次性基建投資較大，可是核燃料費用比煤和石油的費用便宜得多。所以，原子能發電的總成本已低於常規發電的總成本。2）因所需燃料數量少而不受運輸和儲存的限製。例如，一座100萬千瓦的常規發電廠，一年需要燒掉300萬噸煤，平均每天需要一艘萬噸輪來運煤。而使用原子能發電，一年衹需要30噸核燃料。3）污染環境較輕。原子能發電不嚮外排放CO、 SO2、 NOX 等有害氣體和固體微粒，也不排放産生溫室效應的二氧化碳。原子能發電站日常放射性廢氣和廢液的排放量很小，周圍居民由此受到的輻射劑量小於來自天然本底的1%。大量釋放放射性物質的嚴重事故，則發生的概率極低，全世界10000堆年的運行歷史中衹發生過一次波及廠外的切爾諾貝利事故，它是運行人員違章操作和反應堆本身設計缺陷（缺乏必要的安全屏障）所造成的。大傢可能聽說過美國三裏島原子能發電站的事故，這次事故是由於人為失職和設備故障造成。由於反應堆有幾道安全屏障，該事故中無一人死亡，80公裏以內的200萬人口中平均受到的輻射劑量還不及佩帶一年夜光表受到的劑量。 　　可能有人要問，反應堆會不會像原子彈那樣爆炸？這是不會的，其原因至少有三條：1）原子彈使用的核燃料中90%以上是易裂變的鈾-235，而發電用反應堆使用的核燃料中衹有2—4%是易裂變的鈾-235；2）反應堆內裝有由易吸收中子的材料製成的控製棒，通過調節控製棒的位置來控製核裂變反應的速度；3）冷卻劑不斷地把反應堆內核裂變反應産生的巨大熱量帶出，使反應堆內的溫度控製在所需範圍內。 　　0000可能有人也要問，為什麽一些國傢不輕易轉讓原子能發電技術呢？這是因為反應堆用於發電的同時，在反應堆內還産生一定量的鈈-239（除大部分中子轟擊鈾-235原子核使其發生裂變外，仍有一部分中子被鈾-238原子核俘獲使後者變成鈈-239。在反應堆內生成的鈈-239中，約有50%以上再被中子轟擊發生裂變，釋放出能量，使核燃料增殖；其餘不到50%的鈈-239留在反應堆內。），經後處理可將鈈-239提取出來，用於製造原子彈。重水堆産生的鈈-239約為壓水堆的兩倍。 　　推進動力 　　將反應堆産生的熱量帶到蒸汽發生器，由蒸汽發生器産生的飽和蒸汽驅動汽輪機而提供推進動力。大傢熟悉的核潛艇、核動力航空母艦和原子能破冰船，都是由原子能提供的推進動力。 　　由於核潛艇有常規潛艇無可比擬的優點，它已成為現代海軍中的主力戰艦。核潛艇的主要優點是：1）續航力大。續航力是指裝一次燃料能持續航行的距離。對核潛艇來說，水下續航力可達7.5萬海裏；而常規潛艇的水下續航力衹有100—400海裏（與航速有關）, 因為它在水下是靠蓄電池作能源來推進的，隔一定時間需浮出水面或浮至通氣管深度利用柴油發電機組對蓄電池進行充電。2）航速高。核潛艇水下航速可達30節（1節為1海裏/時）以上，且經常以最大航速航行；而常規潛艇水下最大航速為15—20節，但由於受到蓄電池的限製一般不以最大航速航行。3）隱蔽性能好。核潛艇在水下停留時間約2500小時，而常規潛艇僅10—20小時。世界上已建造的核潛艇約500艘，配備的反應堆近700座，超過了已建造的用於原子能發電的反應堆的總數。1971年我國建成第一艘核潛艇，並試航成功。1988年我國成功地完成了從水下核潛艇發射彈道導彈的試驗。 　　核動力航空母艦同樣具有高航速下續航力大的優點，它能長期保持30節以上的航速而無須擔心燃料的消耗。它不但不需要補給燃料的後勤艦隊，還比同等級常規航母多攜帶一倍的航空燃料和武器。其續航力為100萬海裏。世界上第一艘核動力航空母艦，是美國於1960年建造的“企業號”航空母艦。此外法國也擁有核動力航空母艦。 　　世界上第一艘原子能破冰船，是前蘇聯於1959年建造的。它比常規動力破冰船有突出優點：1）由於無須儲備大量燃料，船的載重量不會因燃料消耗而減小，其破冰能力始終保持不變；2）軸功率可達75000馬力，能在冰厚為 2.0—2.5米的北極區航行；而常規破冰船的軸功率在25000馬力左右，一般衹能在冰厚為0.7—0.9米的地方航行；3）續航力不受限製。 　　供熱 　　利用反應堆産生的能量直接供熱，有十分廣阔的市場。例如，建設一座20萬千瓦的低溫供熱堆，每年消耗二氧化鈾僅1 噸，它可以為500萬平方米的建築供暖。而為同樣建築面積供暖的鍋爐，每年需要燒煤30萬噸。如果以15年為期進行比較，核供熱的成本比煤供熱便宜。世界上前蘇聯，加拿大，瑞典和我國都為寒冷地區建造了低溫供熱反應堆。 百科辭典 　　hefanyingdui 　　核反應堆 　　nuclear reactor 　　　　核電站中進行可控自持鏈式裂變反應以産生熱能的裝置。裂變反應堆利用可裂變的重元素（如鈾-235、鈾-233和鈈-239），在中子的作用下，形成可控自持鏈式裂變反應，釋放能量。典型的反應方程式如下： 　　　　 □ 　　　　世界上第一座裂變反應堆於1942年12月 2日在芝加哥大學達到臨界。那是一座以天然鈾為燃料、石墨為慢化劑的實驗性反應堆。第一座原型生産堆於1943年11月建成並投入運行。1954年6月27日,蘇聯建成世界上第一座核電站,采用天然鈾石墨慢化壓力管式水冷反應堆,電功率為5000千瓦。1961年7月,美國建成世界上第一座商用壓水堆核電站，電功率為28.5萬千瓦（初期設計值）。到80年代，裂變反應堆已成為世界上最重要的替代能源。 　　　　核反應堆按用途可分為：艦船推進、發電、供熱的動力堆，生産裂變材料鈈或氚的生産堆，做材料和燃料輻照試驗用的試驗堆等；按結構可分為：均勻堆、半均勻堆、非均勻堆、固體燃料堆、液體燃料堆、遊泳池式堆、殼式加壓型反應堆、壓力管式加壓型反應堆等；按中心能譜可分為：熱中子堆、快中子堆、中能中子堆和譜移堆;按冷卻劑可以分為:輕水堆、重水堆、壓水（重水）堆、沸水（重水）堆、氣冷堆、液態金屬冷卻堆等；按慢化劑可分為：輕水堆、重水堆、石墨堆等；按燃料增殖性可分為：增殖堆和非增殖堆。核電站應用最普遍的是壓水堆。 　　　　裂變反應堆係統的一般組成是：核燃料元件、控製棒及其驅動機構、慢化劑、冷卻劑以及堆內結構部件構成的堆心。堆心連同包容它的反應堆容器稱為反應堆(見圖反應堆示意）。通常所說的反應堆實際多指反應堆係統或反應堆裝置。反應堆係統還包括主冷卻回路管道、主冷卻泵（或鼓風機）、蒸發器（或熱交換器）以及進一步冷卻或利用熱能的二次回路。 　　　　核燃料　在反應堆中受中子作用産生核裂變反應並釋放中子和熱量的一種材料。作為燃料“燒掉”的是 3種可裂變核素鈾-233、鈾-235和鈈-239中的一種或其混合物。直到80年代，廣泛使用的核燃料是鈾。天然鈾中含鈾-235衹有0.71％，需通過擴散、離心、激光等方法將天然鈾中的鈾-235和鈾-238分離，提供鈾-235含量比天然鈾比例更高的濃縮的鈾燃料。另兩種可裂變核素是在反應堆中人工生産的。核燃料的應用形式有作為固體燃料的純金屬、合金、化合物（特別是鈉的氧化物和碳化物）以及作為液體燃料的水溶液、液態金屬溶液和懸浮物。對固體燃料來說，為了包容裂變産物和防止核燃料的氧化和腐蝕，采用金屬或石墨包殼將燃料包覆起來。這種燃料稱為芯體。一組用合金包覆的燃料元件（形式可為棒狀、片狀和環狀）可裝配成組件，元件之間的定位部件稱為定位架。目前運行的壓水堆、沸水堆、重水堆都采用這種燃料組件。用石墨包覆的核燃料顆粒與石墨混合，壓製成球形或棱柱形燃料元件，可用於高溫氣冷堆。鋯與金屬鈾的合金經氫化，形成鈾氫鋯元件，用不銹鋼管包覆，可作為一種特殊試驗堆（TRCA，實際是半均勻堆）的燃料元件。 　　　　慢化劑　核燃料裂變反應釋放的中子為快中子，而在熱中子或中能中子反應堆中要應用慢化中子維持鏈式反應，慢化劑就是用來將快中子能量減少，使之慢化成為中子或中能中子的物質。選擇慢化劑要考慮許多不同的要求。首先是核特性：即良好的慢化性能和盡可能低的中子俘獲截面；其次是價格、機械特性和輻照敏感性。有時慢化劑兼作冷卻劑，既使不是，在設計中兩者也是緊密相關的。應用最多的固體慢化劑是石墨，其優點是具有良好的慢化性能和機械加工性能，小的中子俘獲截面和價廉。石墨是迄今發現的可以采用天然鈾為燃 英文解釋 :  pile n.:  an atomic [a nuclear] furnace,  nuclear reactor 相關詞 自然科學 物理 化學 核能 科學 科技 能源 能源科學 核反應 百科大全 科學技術 核武器 能源危機 核電站 史前謎團 核電 核級泵 百科辭典 輕水核反應堆 hot 核能科技 包含詞 模型核反應堆 核反應堆材料 天然核反應堆 輕水核反應堆 鏈式核反應堆 核反應堆原理 核反應堆分析 核反應堆用途 核反應堆類型 核反應堆工程 核反應堆理論 奧剋洛核反應堆 核反應堆熱工學 核反應堆反射材料 核反應堆結構材料 核反應堆控製材料 核反應堆冷卻材料 核反應堆慢化材料 核反應堆屏蔽材料 核反應堆用鋁合金 核反應堆工作原理 核反應堆發展過程 核反應堆理論導論 核反應堆設計原理 熱核反應堆再生區 核反應堆壓力容器 船用核反應堆運行管理 核反應堆材料輻照損傷 核反應堆乏燃料道路運輸管理暫行規定