核发电原理（核能发电原理）

今天和大家分享一个关于核能发电原理的问题。以下是边肖对这个问题的总结。让我们来看看。

一、核能发电原理

利用中子去撞击铀235（核燃料）的原子核，会产生3个中子和2个原子核；又一次撞击，会生成9个中子和4个原子核，这就是核裂变。当撞击达到足够次数时，中子的质量会小于铀235的质量，这样会让铀235释放出巨大的能量，给反应堆升温。水泵中的水流入反应堆时会给反应堆降温，同时产生蒸汽，蒸汽可以驱动汽轮机发电。

核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电，它是实现低碳发电的一种重要方式。国际原子能机构2011年1月公布的数据显示，全球正在运行的核电机组共442座，核电发电量约占全球发电总量的16％。拥有核电机组最多的国家依次为：美国、法国、日本和俄罗斯。
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，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），而所需要的燃料体积与火力电厂相比少很多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3％~4％，其余皆为无法产生核分裂的铀238。
举例而言，核电厂每年要用掉50吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，则需要515万吨，每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。

二、核能发电的原理是什么？

核电站利用原子核裂变反应释放的能量和能量转换来发电。

核能发电的能量来自核反应堆中裂变材料(核燃料)裂变反应释放的裂变能。裂变反应是指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子的作用下分裂成两个碎片，同时释放出中子和大量能量的过程。

在反应中，可裂变物质的原子核吸收一个中子，然后分裂并释放两到三个中子。如果这些中子被消耗掉，至少有一个中子可以引起另一个原子的核裂变，使裂变可以自行进行，那么这个反应就叫核裂变的链式反应。实现连锁反应是核能发电的前提。

优势

世界上有丰富的核资源，包括铀、钍、氘、锂、硼等。世界铀储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源所能提供的能量是矿物燃料的10万倍以上。应用核能作为缓解世界能源危机的一项经济有效的措施有许多优点:

第一，核燃料有很多优点，体积小，能量大，核能比化学能大几百万倍；1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量；一个100万千瓦的大型燃煤电站，每年需要300-400万吨原煤，运输这些煤需要2760列火车，相当于每天8列火车，4000万吨灰也被运走。

第二是污染少。火电厂不断向大气中排放二氧化硫、氮氧化物等有害物质，同时煤炭中少量的铀、钛、镭等放射性物质也会随着烟尘降落在火电厂周围，污染环境。核电站设置了层层屏障，基本不排放污染环境的物质，甚至放射性污染也比燃煤电厂少很多。

第三是安全性强。自第一座核电站建成以来，全世界已有400多座核电站投入运行，30多年来基本安全正常。虽然1979年发生了三里岛核电站事故，1986年发生了切尔诺贝利核电站事故，但这两起事故都是人为因素造成的。随着压水堆的进一步完善，核电站可能会变得更加安全。

扩展数据

贯彻纵深防御原则

即在设计时，分为三个等级进行安全设防:

首先，通过超越设计、质量管理和操作人员培训等措施，提高可靠性，最大限度地减少事故。

第二，建立安全系统，以防万一发生事故时堆芯受损。

第三，安全系统会以极低的概率，在堆芯损坏事故发生后，尽量限制放射性物质向环境的释放。

设计基准事故(DBA)

用于核电厂安全设施设计的一些假设事故。不同类型的核电站有不同的DBA。轻水堆的DBA包括:失水事故、跳棒事故、蒸汽管破裂事故等。其中最严重的后果就是失水事故。在压水堆中，假设主管道的双端断裂也被称为最大可信事故。

三、核能发电原理

核能发电原理

核能发电的核心装置是核反应堆。核反应堆按引起裂变的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆。

快中子是指裂变反应释放的中子。热中子则是快中子慢化后的中子。目前，大量运行的是热中子反应堆，其中需要慢化剂，通过它的原子核与快中子弹性碰撞将快中子慢化成热中子.热中子堆使用的材料主要是天然铀(铀-235含量3%)和稍加浓缩铀(铀-236含量3%左右)。根据慢化剂、冷堆剂和燃料不同， 热中子反应堆分为轻水堆(包括压水堆和沸水堆)、重水堆、石墨气冷堆和石墨水冷堆。目前已运行的核电站以轻水堆居多，我国已选定压水堆作为第一代核电站。

核反应堆的起动、停堆和功率控制依靠控制棒，它由强吸收中子能力的材料(如硼、镉)做成。为保证核反应堆安全，停堆用的安全棒也是由强吸收中子材料做成。

四、核电站的发电原理？

核电站的发电原理是通过堆芯加热一回路中的冷却剂，将热量传递给蒸汽发生器中二回路或三回路中的水，然后形成蒸汽驱动涡轮发电机。沸水堆(BWR)就是一回路中的冷却剂被堆芯加热，变成70个大气压左右的饱和蒸汽，从蒸汽中分离出来，干燥后直接驱动涡轮发电机。

经济性是用发电成本来衡量的。构成核能发电成本的因素很多，包括基建投资、安全防护、核燃料、核电站退役等。

在核电发展初期，不仅资金投入昂贵，核燃料生产过程复杂，需要庞大的设备，还需要特殊的安全措施，因此核电发电的成本是火电的两倍以上。

到20世纪60年代，核能发电的成本已经接近火力发电。到了20世纪80年代，核电的成本低于火电。根据美国1984年的统计，核电的成本是2.7美分/千瓦时，而燃煤发电的成本是3.2美分/千瓦时，燃油发电的成本是6.9美分/千瓦时。

核电的成本因各国的经济发展水平和科技水平而异。以上都是核电发展水平较高国家的数据。虽然核能发电的成本已经大大降低，但人们发现，核电站退役的成本远高于此前的预期。因此，核电的总成本应该增加。

扩展数据

与传统的燃煤电厂相比，核电站有明显的优势:

(1)核能发电不像化石燃料发电那样向大气中排放巨量的污染物，因此核能发电不会造成空气体污染；

(2)核能发电无碳排放，不会加剧全球温室效应；

(三)用于核能发电的铀燃料除发电外没有其他用途；

(4)核燃料的能量密度比化石燃料高数百万倍，因此核电站使用的燃料体积小，便于运输和储存。一个1000万千瓦的核电站一年只需要30吨铀燃料，一次航程就可以用飞机运输；

(5)在核能发电成本中，燃料成本占比低，核能发电成本不易受国际经济形势影响，固体发电成本相对稳定。

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