反應(yīng)器是什么意思詞義解釋來(lái)源:辭書(shū)
1:為核子反應(yīng)器(nuclear reactor)的簡(jiǎn)稱(chēng)凡能自足維持連鎖核反應(yīng)的設(shè)計(jì)皆是但核熔合反應(yīng)尚在初期研發(fā)階段故實(shí)用上乃指核分裂反應(yīng)。反應(yīng)器包含了核燃料(可裂材料如鈾、鈽等)、緩和物質(zhì)(快滋生反應(yīng)器例外)、反射裝置(減少中子逸失)、熱移除設(shè)計(jì)、量測(cè)及控制裝置等。因第一座反應(yīng)器是芝加哥大學(xué)以石墨塊與鈾塊堆成(及其他早期反應(yīng)器也是)故過(guò)去反應(yīng)器又稱(chēng)反應(yīng)堆(pile)甚至也用來(lái)表示核彈。反應(yīng)器依不同分法可分成: I、依燃料排置可分成: A、均質(zhì)反應(yīng)器(homogeneous)指可裂材料(燃料)與緩和劑均勻地混合于反應(yīng)器之核心內(nèi)與混質(zhì)反應(yīng)器相對(duì)比。均質(zhì)擴(kuò)散反器爐模式為理論上的理想數(shù)學(xué)模式簡(jiǎn)化實(shí)際設(shè)計(jì)上的不均勻性但依然能提供反應(yīng)器設(shè)計(jì)上的許多重要參數(shù)特別當(dāng)不均勻性尺度比起中子平均自由路徑可忽略時(shí)。 B、混質(zhì)反應(yīng)器(heterogeneous) II、依中子能量 A、上熱中子(epithermal):有相當(dāng)比例的核分裂(30到40%)是由較熱中子能量高的上熱中子所誘發(fā)。 B、快中子(fast):無(wú)太多中子緩和減能設(shè)計(jì)的反應(yīng)器主要是靠快中子引發(fā)核反應(yīng)最低的平均能量在0.1 MeV左右一般以0.3到0.5 MeV較常見(jiàn)以U238.分裂閥為快中子設(shè)計(jì)下限一般會(huì)有較佳的中子經(jīng)濟(jì)。 C、過(guò)渡中子(Intermediate):引發(fā)核反應(yīng)的中子主要是介于熱中子與快中子間(0.5 eV到0.1 MeV)中子共振吸收會(huì)是主要的機(jī)制。 D、熱中子(thermal):主要由熱中子持續(xù)其分裂鏈反應(yīng)的反應(yīng)器熱中子能量通常以0.025 eV(2200 m/s)代表為Maxwell理論分布在293 oK(20℃)的平均中子能量但一般熱中子反應(yīng)器操作的溫度較此為高這類(lèi)反應(yīng)器基本需要緩和劑設(shè)計(jì)。 III、用途 A、能源:商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的反應(yīng)器皆是設(shè)計(jì)以能源為主以熱能進(jìn)而發(fā)電所謂的核工業(yè)界基本上就是核電工業(yè)。 B、滋生能源(power breeder):設(shè)計(jì)可同時(shí)產(chǎn)生能源及燃料的反應(yīng)器將可孕材料轉(zhuǎn)化成易裂材料(如U-238轉(zhuǎn)化成Pu-239)但所產(chǎn)生的易裂材料量大于消耗量也就是轉(zhuǎn)化比大于1。 C、生產(chǎn):設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)用于大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)換元素如鈽(核武等用)。轉(zhuǎn)換反應(yīng)器(converter)類(lèi)似滋生反應(yīng)器也是將可孕材料轉(zhuǎn)化成易裂材料但轉(zhuǎn)化比小于1。 D、研究:提供中子、γ、及其他輻射以照射研究材料(含活體材料)作研究用。常見(jiàn)的如水池式反應(yīng)爐(pool reactor或swimming pool reactor)燃料放在水池內(nèi)池水可兼做反設(shè)、緩和、冷卻用設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單是研究及訓(xùn)練的好工具。 E、實(shí)驗(yàn):為獲得反應(yīng)器動(dòng)力學(xué)和構(gòu)造之特性以及其它有關(guān)資料作為反應(yīng)器之基本資料的實(shí)驗(yàn)用反應(yīng)器。實(shí)驗(yàn)性滋生反應(yīng)器(EBR Experimental Breeder Reactor)建于美國(guó)愛(ài)達(dá)荷國(guó)家核子工程研究所內(nèi)有滋生反應(yīng)器I型(EBR-I)發(fā)電量為1.4萬(wàn)瓦及滋生反應(yīng)器II型(EBR-II)發(fā)電量為62.5百萬(wàn)瓦。 IV、特殊用途: A、高通量:高通量可在單位體積內(nèi)產(chǎn)生更多的分裂反應(yīng)故可有更高的功率密度。 B、高溫:高溫可有更好的機(jī)械熱效率。 V、冷郤劑 A、氣冷反應(yīng)器以空氣或CO2作為冷郤劑之反應(yīng)器。計(jì)有四種:1.天然鈾U料、石墨緩和之大型混質(zhì)反應(yīng)器2.天然鈾U料重水緩和之大型混質(zhì)反應(yīng)器3.低濃化鈾燃料、金屬護(hù)套之混質(zhì)反應(yīng)器4.高溫運(yùn)轉(zhuǎn)之固體均勻或半均勻反應(yīng)器 B、水冷式反應(yīng)器以作緩和劑或兼冷卻劑分成: i、輕水式反應(yīng)器(light water reactor LWR)以普通水作緩和劑并兼冷卻劑燃料通常是稍濃化的UO2又可分成壓水式(pressurized water reactor PWR)及沸水式(boiling water reactor BWR)沸水式反應(yīng)爐反應(yīng)器的水(兼作冷卻劑及緩和劑)可在爐心中沸騰產(chǎn)生的蒸汽直接可推動(dòng)渦輪機(jī)及發(fā)電機(jī);壓水式則內(nèi)回圈維持高壓高溫水將熱帶出到熱交換器再在外回圈產(chǎn)生蒸汽來(lái)推動(dòng)渦輪機(jī)及發(fā)電機(jī)。 ii、重水反應(yīng)器(heavy-water reactor HWR) 利用重水減能的反應(yīng)器其燃料為低廉的天然鈾(不需濃化)加拿大氘鈾反應(yīng)器CANDU兼作冷卻劑及緩和劑。 C、液金快滋生反應(yīng)器(liquid metal fast breeder reactor LMFBR)利用融化液態(tài)金屬作冷卻劑(如鈉、鈉鉀合金等)的快滋生反應(yīng)器可利用快滋生反應(yīng)器的高溫操作特性及金屬的良好導(dǎo)熱但鈉等液金冷卻劑的化學(xué)反應(yīng)活性也大材料的設(shè)計(jì)考量上亦特別嚴(yán)格也稱(chēng)融鹽滋生反應(yīng)器(molten salt breeder reactor MSBR)。
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