简单科普一下核电站的结构
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为啥在这个吧发?我也不知道为啥吧里这么多,而且明显很多人不懂。
目前主流的核电站都是以轻水为慢化剂及冷却剂的轻水堆,又分压水堆和沸水堆。我主要以泄露的福岛第一核电站采用的沸水堆为例。
图是沸水堆的示意图,应该是wiki下下来的图,老早以前做科普的时候存的。
2023年08月27日 11点08分 1
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核电站是怎么发电的?核电站中的核反应会放热,需要将热能转化为电能才能发电。目前的核电站基本都和火力发电站相似,实际上都是用的蒸汽机。核电站可以说是用核裂变代替烧煤的火力发电站。
2023年08月27日 11点08分 2
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我默认大家大致了解核裂变。
如果不了解,你需要知道核裂变是一种链式反应,作为核燃料的235U或239Pu,会吸收一个中子,然后变成非常不稳定的核素,随后发生核裂变,会释放更多中子。与化学吧吧友熟悉的自由基取代反应不同,因为核裂变释放了更多中子,如果不加以控制,反应速率会以指数形式增长,变成不可控的核弹。为了造核电站,需要吸收中子,控制反应速率。以235U为例,其吸收一个中子释放3个中子,如果可以有别的方法吸收其中2个中子,剩下一个中子,反应可以继续。
2023年08月27日 11点08分 4
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现在我来介绍图里的沸水堆。图里其实画得挺清楚的。图中1是反应容器,包含了核燃料棒,石墨棒(控制棒),并充斥着水(下半边蓝的底色)以及水蒸气(上半边红的底色)。石墨棒和H2O(轻水)都可以吸收中子,控制核裂变速率。此外,通过调整石墨棒插入的深度,插得越浅吸收的中子越少,反之越多,从而控制反应速率。
图里的4是啥我也不清楚,写的是循环泵,我认知中的循环泵是15的水循环泵。如果知道请告诉我。
2023年08月27日 12点08分 5
压水堆是单主泵设计。但有的沸水堆设计时除了15之外为了避免组件布局过密导致局部高温或者棒驱系统频繁动作,采用稀疏排列,冷却剂过一遍温度不够,需要堆内设计一套再循环泵4,把温度不够的冷却剂再循环一遍,也是15的保险措施,毕竟没有压水堆安全。
2023年08月27日 18点08分
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核反应容器的水属于封闭的一回路。
在沸水堆的反应容器中,核裂变反应放热会把水烧成水蒸气,然后这些水蒸气可以驱动蒸汽机,然后发电。压水堆与之不同,在反应容器压强很高,此时水的沸点很高,不会沸腾。然后需要额外的蒸汽回路产生水蒸气用来烧水。
2023年08月27日 12点08分 6
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根据热力学第二定律,不能从单一热源吸热并转化为机械能,所以还需要一个冷却回路(在沸水堆是二回路,在压水堆是三回路)。冷却回路需要源源不断的水作为冷却水,所以核电站一般都建在海边。
2023年08月27日 12点08分 7
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我这有一个问题 不懂就问 核废水和核污水是一样的吗?
2023年08月27日 12点08分 8
核废水指的一般是轻水堆反应容器里的那个,也是受到污染的,也不能直接往海里排。福岛核电站的水也是处理了再往海里排。冷却水是冷却水,那是蒸汽机散热用的,只要不发生核泄漏,就不会受到污染,从没有管他叫核废水的。
2023年08月27日 13点08分
核废水,是用于冷却发电机的蒸汽的水,跟发电机回路水是物理隔离的。 福岛核污水是发电机回路破损了,进入核反应堆的水,跟核燃料棒直接接触的。
2023年08月27日 12点08分
那张图里也没有核废水这个词出现,不知道是谁在混淆概念。我把具体解释发在下面了。
2023年08月27日 13点08分
好像一回路水因为也有冷却剂作用,也有叫一回路冷却水的。反正这玩意放射性不低,不能直接排。而且处理也是到年限的时候专门处理核废料,更不可能是边运行边往外排(别的不说,这么搞把热能全浪费了)
2023年08月27日 15点08分
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现在我要批判一下大量转发的这张图。这张图本身没有严重的错误,但结合配图文字中说“核废水和核污水的区别”,造成了严重误导。
这种图本身没什么问题,因为核电站有冷却回路,里面的冷却水除非出现核泄漏事故,不会受到核污染,是可以直接排海的。但核废水和冷却水是两回事,核废水是一回路中的的水,会吸收反应释放的中子。中子不会平白消失,会与轻水中的1H(氕)和16O反应,形成2H(D氘), 3H(T氚), 17O, 18O等,其中氚不稳定,会β衰变成3He,也是核废水中最主要的放射性物质,此外还有少量来自于石墨棒的14C,以及来自燃料棒的更要命的乱七八糟的放射性核素。这些核废水属于核废料,需要妥善处理。
2023年08月27日 13点08分 9
我一直觉得画这张图的人别有用心。
2023年08月28日 00点08分
@渚薰1995 您还是别说了,一派胡言。
2023年08月29日 10点08分
@请另换一个177 先回答你第一个问题,外侧水会直接流到集水池里。第二个问题,达不到沸点就不蒸发你当冷凝塔是吃干饭的?
2023年08月29日 07点08分
外侧冷却水在对二回路进行冷却后也被称为“废水”,因为温度升高了,所以在开式循环系统里一定会被排掉,这个说法并没有任何问题。至于“污水”,这个意思也很简单,是“被污染”的水,至于是被泄露的一回路介质污染,还是直接接触堆芯都是一样的,所以被称作“污水”也毫无问题。
2023年08月28日 00点08分
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至于图里的“核污水”,这玩意属于内宣新造的词,连英文都没有。图里是核泄露的情况,严格叫事故核废水比较合适。和正常工作的一回路的核废水区别的话,如果是发生了堆芯融毁导致泄露(由于事故,反应器内没有正常降温,结果燃料棒融化了),可能核燃料与水接触得跟充分,相对于正常的一回路的水,总的放射性更大。不过日本福岛核电站的事故比较特殊,一开始由于地震是反应容器漏了,堆芯没事,当时水的总的放射性基本不会变高。但之后因为操作问题导致堆芯融毁了。所以说是天灾人祸。
2023年08月27日 13点08分 10
路人有点想笑,觉得这个图与核污水这个词完全没问题,完全形象的让非专业人士理解核电厂日常冷却水和受核污染废水的区别,因为(核污水)这次词是中文所以被批判?另外我想知道英文是受核辐射污染的水有没有专门的英文单词?
2023年08月27日 18点08分
@风恋月 事实就是被反应堆污染了就是被污染了,叫核污水没有问题,英文是它爹唯一的指标,是中文就极力否认,被反应堆污染的水就因为没有英文单词就否认是核污水,这才是图穷匕见,可惜地图不够长
2023年08月29日 05点08分
@FH失落的希望 不是说了叫事故核废水吗?而且加了事故难道不是更明显指出了?
2023年08月30日 08点08分
注一下,堆芯融毁会把反应容器烧穿,所以会发生核泄漏。
2023年08月27日 13点08分
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简单点,分内循环水和外循环水,内循环水带幅射,外循环水蒸气发电,无害,海啸时没及时插回那啥棒,没电循环泵不动作,过热内胆破裂,得时时抽水冷确核推芯,就出现了源源不断的带幅射核废水。试过机器人进去插回棒子,失败了,几十分钟机器人就挂了,不冷确有可能会核爆。
2023年08月27日 13点08分 11
鬼子的沸水堆直接内循环的水推动汽轮机发电的。
2023年08月28日 01点08分
核爆就夸张了,不冷却无非是继续向下融,碰到地下水产生大量蒸气,可能会引起爆炸[滑稽]
2023年08月28日 03点08分
镉棒,用于控制反应速率的,可以吸收中子
2023年08月28日 06点08分
不可能核爆,核电站铀的浓度根本达不到临界密度,爆炸都是氢气被点燃炸了
2023年08月31日 04点08分
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对于堆芯融毁的事故,其实我更好奇融毁漏下来的核燃料怎么处理。
2023年08月27日 13点08分 12
福岛的堆芯就根本没处理,一直在泄漏着呢
2023年08月27日 19点08分
处理个Der,他的堆芯燃料棒融成一团,核裂变根本没法停止。这团融融物一直发热,不管的话能一直烧穿下去。所以鬼子要一直用海水加进去冷却降温。这水辐射比正常一回路的水猛多了。
2023年08月28日 01点08分
人家选择不处理。[滑稽]反正排海了,就可以一直排[滑稽]
2023年08月28日 03点08分
你猜他为啥要排30年[汗]
2023年08月28日 00点08分
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没有一点用,预设立场以后你说什么他都会当没看见
2023年08月27日 13点08分 13
并且会反咬一口说是罕见[汗]
2023年09月01日 01点09分
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支持正义科普
2023年08月27日 13点08分 14
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国内直接看教材,核电厂系统及设备,T大出版
2023年08月27日 13点08分 15
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关于正常工作时,燃料棒在锆合金等外壳保护下,一回路的放射性废水是否含有来自核裂变的放射性核素。这些超出了我的知识储备,我大概查了下文献。可以确定存在外壳腐蚀等情况,可能导致少量物质进入水中,比如图里的文献就在处理这些(典型的核裂变产生的放射性核素就可以对应这些离子)。但可以肯定的是融毁后这些东西会比较多。
2023年08月27日 15点08分 16
现在就是外壳烧融掉后,多了很多放射性重金属释放到了水里,然后日本那个alps过滤器完全不靠谱过滤不完,排出海后会有生物富集
2023年08月28日 00点08分
@-清姬-💦 过滤器是有用,但日本根本没有过滤的时间。有过滤器和水基本没过滤都没毛病。[滑稽]
2023年08月28日 03点08分
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