核电站hédiànzhàn利用核能发电的电站。 核电站hédiànzhàn以原子核能为动力发电的设施。例如：“广东大亚湾核电站主体工程宣告正式开工。”(《羊城晚报》1987.8.8)“其中秦山核电站明年将并网发电，从而结束我国大陆无核电的历史。”(《羊城晚报》1989.2.14)“……我国至今没有考虑扩建大亚湾核电站，在2000年能源发展规划中也没有考虑在大亚湾建设第二座核电站。”(《南方日报》1989.4.9) 核电站Nuclear Power Plants利用核子反应所放出的能量来发电的设施。加拿大核反应堆所使用的燃料呈球团状，是先把二氧化铀浓缩后，再经高温烘熔成为坚硬、不易溶解的硅酸盐圆柱，长20毫米，直径14毫米。目前加拿大氘-铀反应堆使用的燃料有37种成分，经焊接装配成燃料棒，但每一成分互不相混，可以拆开。这种燃料棒是反应堆的第一基本部件。铀是一种高度浓缩的能量源，一个长500毫米、直径100毫米、重22千克的燃料棒只需一个小旅行包即可装走，而一旦装入加拿大氘-铀反应堆即可产生相当于燃烧400吨煤或72000加仑石油所产生的能量。
在核反应堆里，十二束燃料头尾相连，放进锆合金管，并经管道输入冷却剂，水温高达近300℃，可产生100个大气压的压力，因此锆合金管又称高压管。每一根高压管连同装在里面的燃料棒、冷却剂及让冷却剂进出的末端装置一起构成燃料系统，成为加拿大氘-铀反应堆中又一个更大的部件。反应堆核心由数百个燃料系统构成。它们定位于精心计算的栅极，呈水平状穿过加热箱。箱里装有重水作为慢化剂。重水是氢和氧的合成体，所含氢同位素氘的比例比普通水大。重水的存在及对燃料系统的周密排列有助于反应堆的安全。一旦反应堆受到严重损害，其中之一或两者势必受到影响，裂变过程就会自动停止。这就是自动防止故障特性。从燃料系统抽出冷却剂为发电机加热，这时燃料所产生的热可使辅助系统中的水达到沸点，蒸气驱动涡轮，带动发电机旋转发电。反应堆冷却剂此时温度较低，又返回到封闭的主体设施中的反应堆。约一年半后，若反应堆中的燃料棒需要更换，只需把遥控加料器移至燃料管的两端，把新换进的燃料推入一端，用过的燃料存放在另一端的容器里。用过的燃料棒看起来与未用过的燃料棒十分相似，但所有燃烧后的废料仍然密封在里面。用过的燃料棒储放在反应堆旁边室内盛满水的池子中。池子内的水冷却燃料棒并吸收其所散发的放射线。加拿大核反应堆不用关闭反应堆就能更换燃料，且负荷量达到最高理论限度。控制反应堆的发电量时，把控制杆移入或移出反应堆核心。控制杆安装在透过加热箱顶部、穿越燃料棒中的锆合金管。反应堆的操纵系统与汽车的制动系统相似，能使反应堆停止工作，即关闭其连锁反应。除了若干控制杆外，还有两个独立的操纵系统，每个均能使反应堆立即关闭，如同汽车的两个制动系统。但所不同的是，关闭系统在正常的操作过程中既不需要，也用不着，而只在其他一些系统失灵时才需要。这两个独立的系统一个是由与控制杆类似的杆组成，但能被更迅速地装进反应堆核心。另一种由加热器中的穿孔卧管组成。液体经穿孔卧管喷入重水慢化剂。控制杆和关闭系统均靠向反应堆输入大量吸收中子的镉和钆运转。放慢吸收材料添加的速度，裂变连锁反应停止；终止进料，连锁反应又恢复。正在运行的反应堆里的燃料具有很强的放射性。它所释放的γ射线同医学上X射线相似。为了保护工作人员的身体健康，反应堆核心的四周围有许多重型防护体，特别是一米厚的钢筋混凝土。同时整个反应堆及主体冷却系统被置于密封的混凝土建筑物内，周围1千米不准人居住。任何泄露的放射性物质能够在危害公众健康之前被削弱和驱散。加拿大氘-铀反应堆用重水来慢化和冷却，慢化剂和冷却剂分别装在不同的循环系统里。另一种普通型动力反应堆即轻水反应堆，使用普通水或“轻”水做慢化剂和冷却剂，而不用分别装置。所有的燃料均浸入盛在高压容器的压力水之中。由于轻水作为慢化剂还不足以承受天然铀的裂变连锁反应，轻水反应堆的铀燃料需经人工浓缩于铀235。轻水反应堆分两类：一类是高压水反应堆；一类是沸水反应堆。在第一类中器皿内冷却水保持在足够的高压下使之不沸，如同加拿大氘-铀反应堆一样，驱动涡轮的蒸气在辅助设施中产生，所产生的热经主体设施输入蒸气发生器中的辅助设施。在沸水反应堆里，冷却剂承受的压力较小，因此水容易热。蒸气从带走的水中分离后直接进入涡轮。这一程序有利于消除对蒸气发生器的损害，并使温度不致下降。但由于涡轮里放射性冷却剂的存在而使维修更难于进行。
还有一类反应堆，常见于英、法两国，用石墨做慢化剂，气体做冷却剂，故称石墨-气体反应堆。最早的这类反应堆使用装在镁合金管中的铀金属做燃料，用二氧化碳做冷却剂。英国的镁合金反应堆就是用石墨做慢化剂，充当轻水和重水的媒介质，使用天然的非浓缩铀。然而这种类型在英国已被先进的气冷式反应堆所取代。气冷式反应堆使用石墨和二氧化碳做慢化剂和冷却剂，但燃料变为装在不锈钢管中的二氧化铀。这样就能使冷却剂达到更高的温度，从而产生更高的热效率，用同等额量的热发更多的电。
许多国家正在研究可望获得更高温度的高温气冷式反应堆，冷却剂二氧化碳由无腐蚀的气体所替代，燃料由无数铀碳粒子组成，铀碳粒子分别外裹石墨，嵌入石墨块或石墨球。
前苏联设计了两种反应堆在中心电站使用：高压容器双水反应堆、管式水-石墨沸腾反应堆。前者与美国的高压反应堆十分相似，后者设计十分独特，有数百个燃料通道。一般同加拿大氘-铀反应堆相似，但使用热石墨，而不是重水做慢化剂。
普通商业性核电站只消耗所使用铀的1%。故燃料再生成为节能的重要举措。燃料再生指清除占燃料总重量1%的燃烧过的废物，将剩下的重新组合成新的燃料。最有名的燃料再生方法是液态金属快速增殖反应堆。“液态金属”是指通常为钾和钠的溶合物，“快速”是指在反应堆核心的中子的速度。由于快速反应堆不吸收慢化剂，中子在裂变过程中产生时其速度不会减慢；“增殖”是指从原料中产生的可裂变物质多于裂变过程中所消耗的裂变物质。人们常常误认为这类反应堆所产生的燃料比消耗的多，但实际上这类反应堆比普通的反应堆所消耗的核燃料铀要少得多。 核电站又称“原子能电站”。将核能转换为热能，用以产生蒸汽带动汽轮发电机组发电的电站。反应堆型有多种，常见的有高压轻水堆。参见“工程技术”中的“核力发电”。 核电站亦称“原子能电站”。由核反应堆和发电机等主要设备构成的发电站。 核电站 ☚ 核燃料 同位素与辐射技术 ☛
核电站 核电站利用核能发电的电站称为核电站。目前已建成运转的核电站的工作原理是： 核燃料在反应堆内进行核裂变链式反应，产生大量热量，由载热剂 （水或气体） 把热量传给水后，再用泵把它送回反应堆去吸热，循环应用，不断地把反应堆中释放的原子核能引导出来。核电站中的反应堆和蒸汽发生器相当于火电站中的锅炉，所以有人把它称为原子锅炉。核电站的其它设备与火电站相同。
一切反应堆都应该包括下述三个部分：
(1) 核燃料 能够发生核裂变的物质称为核燃料。有的反应堆用天然铀作核燃料，有的则用铀-235含量较高的浓缩铀作核燃料。
(2) 减速剂 减速的作用是使裂变反应中产生的同速中子尽可能快地减速，成为容易引起铀-235裂变的热中子。根据弹性碰撞理论，减速剂的核的质量愈接近中子的质量，减速剂愈能有效地吸收中子的动能，以使高速中子很快减速。如果原子核与中子质量相同，对中子的减速效果最好。这表明水有可能是一种好的减速剂。因为水中所含的氢原子与中子质量相近。但是氢容易吸收中子，所以水不能用作天然铀反应堆的减速剂。重水的情况则不同，因为重水中的重氢 “氘” 已经是氢吸收中子后的产物，它不吸收中子，所以重水作为一种理想的减速剂，可用在以天然铀为核燃料的反应堆中。此外，石墨也是很好的减速剂。考虑到水或重水不但可以作为减速，同时还可以起到裂变反应堆的热量从反应堆带走的载热剂的作用，因而仍然是广泛用作以低度浓缩的铀-235为核燃料的反应中的减速剂。
(3) 载热剂 依靠载热剂的循环吸收裂变反应放出的热量，使反应的温度不致增高，并把热量传输到反应堆外以供应用。载热剂可用压缩气体、水或钠蒸汽。
此外，为了防止中子的逃逸损失，在反应堆中心部分周围装有反射层。反射层一般用石墨作材料。为了控制裂变反应的速率，反应堆都设有控制棒。控制棒用能够强烈吸收中子的材料 (如镉、硼等) 制成。控制棒能灵活地进出于反应堆中心区。把控制棒从反应堆中抽出以减少对中子的吸收，可使反应堆起动或使反应速率加快； 若把控制棒插入反应堆，可增加对中子的吸收，可使反应速率减慢以致停堆。
反应堆中有强中子流，有大量放射性物质放出，有γ射线射出。为了保护工作人员和其它生物的安全，反应堆必须密闭，所以反应堆外面需要筑保护墙。保护墙由金属套、防止中子外逸的水层、1—2米厚的钢筋混凝土墙筑成。反应堆的一切操作都采用远距离的自动控制。
用于核电站的反应堆有许多种不同的设计，有以气体为载热剂，石墨为减速剂的气冷反应堆； 以重水为载热剂和减速剂，以天然铀为燃料的重水堆； 以普通水作载热剂和减速剂，以低浓缩的铀-235为燃料的轻水堆。目前，科学上掌握得最好并得到广泛运用的是轻水堆。轻水堆有沸水堆和压水堆两种类型。在沸水堆中，作为载热剂的水在反应堆芯中沸腾，所产生的蒸汽直接用来驱动汽轮机，汽轮机带动发电机发电。蒸汽离开汽轮机后在冷凝器结成水，然后用水泵送回反应堆，从而构成循环。
在压水堆中，裂变反应所放出的核能经过两个循环系统而转变为电能。当第一个循环系统的载热剂流过反应堆内部时，即吸收由于高能碎片的碰撞而产生的热量，使反应堆的温度保持稳定。这载热剂在反应堆中吸收了热量流到反应堆的出口处时达到一定高的温度，然后进入热交换器把热量传给第二循环系统的冷水，温度降低，再通过水泵回到反应堆中，完成它的循环。第二个循环系统的冷水在热交换器中获得热量成为过热蒸汽，过热蒸汽驱动汽轮机。汽轮机带动发电机而发电。离开汽轮机后的尾气再经过供水泵回到热交换器，完成它的循环。
在沸水堆系统中，放射性物质会被水带出反应堆进入汽轮机。在压水热系统中，情况就不同，这些放射性物质被阻挡在第一个循环系统的水中，而使汽轮机免受放射性沾污。建造核电站应用有如下优点：
❶核能是危险性最小、最清洁的能源之一。
❷核能是经济的能源。核电站与火电站相比，建设费用投资大，但燃料费用低，二者的运行费用差不多。因此，从每度电的发电成本来看，大的核电站已普遍低于火电站20—50%。
❸核电站占地面积小，核燃料运输、储存方便。
❹核电站特别适于缺少煤、石油、水力资源的地区。
总之，开发和利用核能对自然资源的综合利用、满足日益增长的能源需要、降低发电成本用以保护自然环境等都有十分重要的意义。 ☚ 核燃料 同位素与辐射技术 ☛ 核电站 核电站指利用原子核裂变放出的核能转变为电能的装置。核反应堆是核电站的核心，在反应堆内实现原子核裂变链式反应，相当火电站中的锅炉，核能在这里释放出来并转变为热能。载热剂流经反应堆被加热，把热能带到蒸汽发生器，把二次水加热成高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组发电。核电站是安全和清洁的能源装置，它具有容量大、运输量小的特点，可在靠近用户中心建设，发展核电又是解决能源分布不均的有效途径。我国煤炭和水力资源丰富，但分布不均匀，工业和人口集中的华东、华北、广东地区缺乏能源。在这些地区发展核电，是解决能源不足的可行办法。 ☚ 原子能 电网 ☛ 核电站nuclear power station |