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核电站工作原理大揭秘

2016-09-22 14:32来源:chinak电工教学交流作者:杨骥驰关键词:核电核电站核能收藏点赞

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若要实现核聚变,需要创造一些特殊的条件来克服这种排斥力。下面是发生核聚变的一些必要条件:

高温——高温可为氢原子提供足够的能量,以克服质子之间的电荷排斥。

核聚变需要的温度约为1亿开(约是太阳核心温度的六倍)。

在这样的高温下,氢的状态为等离子体,而不是气体。等离子体是物质的一种高能状态,其中所有电子都从原子中剥离出来,并可以自由移动。

太阳的高温是由重力压缩核心的巨大质量而产生的。我们要制造出这样的高温,就必须利用微波、激光和离子粒子的能量。

高压——压力可将氢原子挤在一起。氢原子之间的距离必须在1x10-15米以内,才能进行聚合。

太阳利用其质量和重力将核心内的氢原子挤压在一起。

我们要将氢原子挤压在一起,必须使用强大的磁场、激光或离子束。

借助目前的技术,我们只能实现发生氘-氚聚变所需的温度和压力。氘-氘聚变需要的温度更高,这种温度有可能在将来实现。基本上,利用氘氘聚变会更加方便,因为从海水中提取氘比从锂中提取氚要更加容易。另外,氘不具有放射性,而且氘氘反应可释放更多的能量。

核聚变反应堆:磁约束

有两种方法可实现发生氢聚变所需的温度和压力:

磁约束使用磁场和电场来加热并挤压氢等离子体。法国的ITER项目使用的就是这种方法。

惯性约束使用激光束或离子束来挤压并加热氢等离子体。在美国劳伦斯利弗莫尔实验室的国家点火设施中,科学家们正在对这种试验方法展开研究。

我们首先探讨磁约束。其工作原理如下:

加速器释放出微波、带电粒子束和中性粒子束,用于加热氢气的气流。在高温下,氢气从气态变为等离子体。这种等离子体受到超导磁体的挤压,进而发生聚变。在用磁场约束等离子体时,最有效的磁体形状是面包圈形(即环形)。

等离子体环形室

采用这种形状的反应堆称为Tokamak。ITER Tokamak是一个独立式反应堆,其部件都装在不同的盒子中。进行维护时,工作人员可以方便地插入和拔出这些盒子,而不必拆开整个反应堆。该Tokamak的等离子体环形室将采用2米的内半径和6.2米的外半径。

磁约束:ITER示例

ITER Tokamak反应堆的主要组件包括:

原标题:核电站工作原理大揭秘
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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