核电站的原理是“烧水”?所烧的“柴”从哪来?解析核能的产生
你敢相信吗?高大上的核电站,工作起来竟然和烧水壶的原理有些相似,那么烧这壶水的“柴”从何而来呢?核电站的工作原理真的如此简单吗?
首先核电站是指通过适当装置,将核能转变成电能的设施,核电站通常由系统和设备两大部分组成,常规的系统和设备,也被称为常规岛。
2022年是世界上第一座人工核反应堆诞生的80周年,其实每当我们提到核电站,就会想起2011年福岛核电站泄漏事件,它至今残存在人们的脑海中。
自人类诞生以来,我们就从未停止过对能源的探索,不管是煤炭、石油、天然气还是风能、太阳能,归根结度,人类所能利用的能源,几乎都源自太阳。
后来,随着人类技术的不断更新,我们掌控了一种真正独立的生产能源的伟大技术,它伟大到什么程度呢?甚至可以创造出太阳本身,没错,它就是核能。
然而对于它,有人极力追捧,甚至为了它奔走呼号,但也有人恐惧它,对它几乎是谈之色变,可我们不能否认的一点是,放眼整个能源史,没有什么能源比它更高效,与此同时,也似乎没有什么能源比它更危险。
之所以会有这样的一个结果,其实,是因为大多数人并不了解它,大多数人不过是从不同人的嘴里得知了它的片面信息,最后拼凑成现在这个“矛盾体”。
那么,核能的“真面目”究竟是什么样的呢?人类为了能利用这种能量,又经历了怎样的坎坷?我们接着往下看。
1945年,伴随着一声惊天巨响,万米高的蘑菇云腾空而起,广岛顷刻间沦为了火海,人类第一颗在实战中使用的引爆。
核能,也第一次向世人展示了它那无与伦比的威力,据悉,这颗所释放的能量,相当于一场里是6级的大地震,爆炸瞬间,方圆7公里之内的建筑被严重损毁,伤亡人数的比例高达53%。
然而值得一提的是,这颗中,只有不到1公斤的燃料进行了反应,是不是很好奇,究竟是个什么东西,能有如此大的威力?
请记好,这种特殊的燃料叫做“铀[yóu]”,它是元素周期表中第92号元素,从地球诞生之初,铀就已经形成。
当然,核电站并非是把铀拿过来直接“烧”,而是从天然铀中提取出铀235,它也不是核原料,人们还要从铀235和钚[bù]239中再次进行提炼得到核原料,然后将其放在“反应堆”的设备中进行裂变。
其实核能的产生有两种途径,一是较重的原子核成两个中间质量的原子核时释放出热量;另一个是两个较轻原子核聚合成一个中间质量的原子核时释放出热量。
也就是说,任何原子核都存在核能,关键看怎样才能使原子核发生裂变或者是聚变,以及人类应该如何控制这种裂变或者聚变的过程。所以,这也就是核电站的工作原理,我们接着往下看。
众所周知,火力发电不仅消耗大量自然资源,还会产生严重的污染,所以,全球都在极力发展清洁能源,就是为了有朝一日可以完全替代火力发电。
核能是目前为止最优秀的“参赛选手”,虽然前面我们说核能可以分为核聚变和核裂变两种方式,但目前核电站的工作,还只能利用核裂变的链式反应来进行发电。
核电站中最管线的点在于反应堆,它是进行核裂变的装置,目前核电站基本都使用压水堆,那么我们就以压水堆为例。
反应堆内,铀作为核燃料,水作为冷却剂,进行和离岸边反应释放出大量能量,水在这个过程中会吸收核裂变时所释放的能量,变成高温高压的水。
也就是说核能转化成了水的热能,然后这部分“热水”会沿着管道进入到蒸汽发生器,变成水蒸气,再利用水蒸气推动涡轮机旋转,进而带动发电机进行发电。
这样看来,核电站就是将核能转化为热能,在转化为机械能,最后转化为电能的过程,步骤多不说,重点的过程也十分复杂,所以有人好奇,为啥不能直接把核能转化为电能呢?
想法确实很好,但目前人类的技术,还办不到直接将核能转化为电能,毕竟火力发电站也不是直接转化的。
- 标签:核电 原理
- 编辑:王虹
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