❶ 建造核动力航母最难的技术是什么
有几个技术难关:
1、舰体结构。造大船并不算难,以中国的实力,能建造30万吨级别的VLCC,几万吨的航母是能够自行建造的。但内部布局,如何提高空间利用率,就需要大量的航母使用经验才能搞定——而这方面却正是中国目前所缺乏的,所以首舰购买前苏联的航母来做测绘与改造。
2、动力。民用船一般能够20节就能够满足需求了,而航母为了提高舰载机的载油、载弹量,以及缩短对跑道的要求,所以一般要求30节左右的航速。那么航母的输出动力要远比大型油轮/邮轮要来得高。中国目前蒸汽轮机技术比较成熟(但机动性和续航能力较差),燃气轮机是短板,小型化的舰载核反应堆只能造输出功率较低的,大功率的小型化反应堆方面并没有经验。
3、特种钢。甲板的特钟钢要求较高的屈伏强度,并且能耐战机重着陆的冲击及尾焰的高温,还要求低磁特性。而且对金属加工工艺,比如切割、焊接等都更高。目前中国的980钢还是相当不错的,一般认为可以满足建造航母及先进潜艇的要求。
4、拦阻索。要将十几吨、以100多节空速飞行,并且着陆时开大推力运动的战机,在几十米范围内将速度减为0,而且要求能反复使用,目前全世界也只有美、俄能够生产阻拦先进喷气式战机的阻拦索。目前中国辽宁号航母已具备这一设备,据称是国产的(假如确实的话,那么中国是能生产阻拦这一设备的第三个国家)。
5、弹射器。与拦阻索相反,要将十几吨的飞机,在短短几十米的跑道上,速度从0增加至100多节,而且还要能够根据飞机重量不同来调整其加速状态,还要能够快速充电(充蒸汽)并尽量降低对舰用动力系统的影响,还要保证在高强度弹射下其使用可靠性,目前来说只有美国掌握生产能够弹射先进喷气式战机的弹射器,俄罗斯(前苏联)曾经对蒸汽弹射器做过大量研发,而中国目前对电磁弹射装置也在研发。
6、主传动轴。主要要保证主传动轴的强度与内部降温,尤其在大功率输出的情况下。像法国戴高乐号据传曾经主传动轴就出过故障。目前而言,中国有造大型民用船的经验,主传动轴技术应该来说是可以过关的。
7、减摇设备。目前来说现在主要是舰体设计(比如V型船头设计有利于高海况下舰体的稳定)和主动式减摇鳍。以前航母还有使用蓄水舱来减摇的,但对吨位影响较大。目前来说航母的稳定系统应保证在6级海况下飞机的起降(好像是,这点具体的要求记不太清了)。
以上这几点都是航母最难攻关的点。目前来说,中国在动力方面还欠些火候,在弹射器方面还缺失,其他方面很可能已经实现突破。
❷ 什么是核动力
核动力是利用可控核反应来获取能量,从而得到动力、热量和电能。产生核电的工厂被称作核电站,将核能转化为电能的装置包括反应堆和汽轮发电机组。核能在反应堆中被转化为热能,热能将水变为蒸汽推动汽轮发电机组发电。
核动力是利用可控核反应来获取能量,从而得到动力,热量和电能。因为核辐射问题和现在人类还只能控制核裂变,所以核能暂时未能得到大规模的利用。
利用核反应来获取能量的原理是:当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时,核能就会以热的形式被释放出来,这些热量会被用来驱动蒸汽机。
(2)核动力基础知识大全扩展阅读:
对于核电厂来说,它需要的热来自于核反应堆中的核裂变。当一个相当大的可裂变原子核(一般为铀-235或钚-239)被一个中子轰击时,它便分裂为两个或更多个部分,同时释放出能量和中子,这个过程就叫做核裂变。
原子核释放出的中子会继续轰击其它原子核。当这个链式反应被控制的时候,它释放出的能量便可用来烧水,产生出的水蒸气会驱动涡轮机,从而产生电能。
需要记住的是,核爆炸中发生的是“不受控制的”链式反应,而核反应堆中的裂变速度无法达到核爆炸所需要的速度,这是因为商业用核燃料的浓度还不够高。
❸ 初中毕业学习核电专业有哪些课程
近年来,随着我国核技术及核产业的不断发展和国家对核技术领域投入的不断加大,迫切需要高素质的核科学技术人才补充到相关单位。本专业培养具备以核工程技术、工程热物理为主,以机械、电工、计算机技术等为辅的基本知识结构,理工结合的高级复合型工程技术人才。
核电专业学生将学习数学、物理、工程力学、机械原理、电工电子等基础知识,传热学、流体力学、工程热力学、自动控制、计算机应用等专业基础知识,以及核反应堆物理分析、核反应堆热工水力学、核动力装置与设备、核反应堆安全分析、核反应堆设计原理、核动力装置测试技术、核动力装置运行及控制等专业知识。
合格毕业后可在政府部门、规划部门、军事部门、核电工业和辐射科学相关的科研设计单位、核电站、高等院校等从事规划、设计、运行、施工、管理、教育和研究开发工作。核技术对人类生活和世界格局的影响逐年增加,在能源、资源、环境、以及人类健康等方面有广泛应用,所以未来的就业领域是很宽广的,前景非常好。
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❹ 目前各国的核动力发展到什么阶段,能否研制出空中的航空母舰
目前各国的核动力都还是处于发展阶段,也就萌芽阶段,不过美国的核动力发展可以还是已经较为成熟,暂时是不可能研制出空中的航空母舰的,目前拥有核动力航母的国家,全世界也仅有美国和法国两家而且也只有美国的技术较为成熟和先进一些。
核动力对于全世界的任何国家来说都是不小的重点和难点,它具有成本大,技术要求高,危险性性高等特点。
❺ 什么是核电,什么是绿色核电
核电-- 核电基本知识 1.什么是核能 世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和 它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。 本书内提到的核能是指核裂变能。 前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然 铀由三种同位素组成: 铀-235 含量0.71% 铀-238 含量99.28% 铀-234 含量0.0058% 铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。 当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两个较轻的原子核,同时产生2到3个中子和射线,并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,能引起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。 铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字, 即1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。 2.核反应堆原理 反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。 反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。 压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二 氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆 合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。 压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸 收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通 道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。 3.什么是核电站 火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电, 而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发 电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。 核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器 内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就 源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是 最普通的压水反应堆核电站的工作原理。 在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。我国的核工业已也已有40多年发展历史, 建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的 队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。我国目前 已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就 是由我国自己研究设计建造的。 4.什么是核电厂 电是电厂生产出来的。我们知道有烧煤或石油的火力发电 厂,有靠水力发电的水电站,还有一些靠风力、太阳能、 地热、潮汐能、波浪能、沼气生产电力的小型或实验性发 电装置。核电厂就是一种靠原子核内蕴藏的能量,大规模 生产电力的新型发电厂。 核电厂用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫做“反应堆”的设备内发生裂变而产生大 量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生 器内产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通 的压水反应堆核电厂的工作原理。 5.什么是放射性 约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α( 阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。 以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,统称粒子辐射。类似的还有中了射线、 宇宙射线等。γ射线是波长很短的电磁波,称为电磁辐射。 类似的还有X射线等。 这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;2、人 的五官不能感知,但能使照相底片感光;3、照射到某些特 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离 作用。 射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。 射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘 飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。 两个关于放射性的计量单位 6.什么是反应堆 核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核 能热能转换的装置。 核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水品和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径3.9米,壁厚约0.2米。 压力容器内是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。 水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子 的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。 压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。 7.什么叫做核事故 一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可 以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。 由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过三次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故和美国三里岛事 故。 8.核电部分厂房描述:中国的大部分厂房都是这样的,二代技术,最近又有关于三代技术的厂房,有兴趣的可以去别处查找下,本人水平有限。 1)、 反应堆厂房:包括内外安全壳和内部结构以及堆芯熔融物捕捉器。反应堆厂房是双层圆筒形结构,该建筑包容并支撑与一回路相关的主要设施(包括压力容器和主冷却回路,包括主泵,蒸发器和稳压器)。反应堆换料腔和内部结构。辅助设备。厂房的主要功能是防止外部事件对内部反应的影响,确保不发生泄漏。包括一回路发生事故失水,使厂房内压力和温度升高。 1.1)、 安全壳:安全壳是双层墙体结构,其中内墙体由预应力混凝土筒体和混凝土穹顶构成,内面衬以钢衬里,保证密封。外安全壳抵抗外部冲击。1.8米宽的环形区域将内外安全壳隔离,该区域处于负压状态,收集发生泄漏事故后泄漏物的收集,保证泄漏物在排入大气前被过滤,双层安全壳是考虑在严重事故对环境的有效保护。 1.2)、 内部结构:主要功能是提供反应堆压力容器的支撑和附属设备的支撑;人员及设备的生物防护;防止管道的甩击和飞射物对安全壳、各回路以及安全系统的影响。 1.3)、 结构描述:内部结构是钢筋混凝土结构包括一次屏蔽墙,二次屏蔽墙,反应堆换料腔;楼板和墙体。 1.4)、 堆芯熔融物捕捉器:位于堆芯CVCS和VDS系统下部分为三部分,由堆坑下部、堆芯熔融物扩展通道和扩张区域组成。表面覆盖细石混凝土。底部有循环水系统,用以事故状态下对熔融物降温,水来自换料储水箱。 2)、 安全厂房:安全厂房1&4分为9层,分别布置在安全壳两侧;厂房2&3分为8层,布置在一起,采用双层墙体。外墙与厂房各楼层分开,通向厂房的门应有门禁系统。 3)、 燃料厂房:位于反应堆厂房和安全厂房2、3相对的位置,与反应堆厂房和安全厂房位于一个筏基础之上。9层(0.00-19.5m区域)。西侧为乏燃料水池及相关设施。东侧为事故废气过滤机组。采用双层墙,门应有门禁系统。 4)、 核辅助厂房:核辅助厂房内设置与电厂运行必需的与安全无关的辅助系统,同时设置有部分维修区域。是钢筋混凝土结构,基础与厂房的筏基础是分离的,放射性设备周围设置屏蔽结构以及有系统的隔离。提供充分的生物隔离。 5)、 进出厂房:基础厂房内设有为保障人员安全进出核岛所必需的设备和设施。进出厂房的基础和核岛的基础临近,设置沉降缝,允许相对的位移。 6)、 放射性废弃物厂房:分为放射性废弃物厂房(HQB)和放射性废弃物储存厂房(HQS),其可收集、储存、处理液体和固体放射性废弃物。为两个机组公用,它同1号机组的核辅助厂房建筑直接连接,用来储存、运输树脂类废弃物以及收集、临时储存、运送废液。在放射性废弃物厂房和2号机辅助厂房附属建筑(2HQS)之间连接一条热管,用来输送2号机的废液。 7)、 应急柴油机房:(HD)是钢筋混凝土结构,其钢筋混凝土筏基及地下部分及外墙使用沥青绝缘材料来防水的。用来放置柴油燃料储存罐、柴油燃料槽房间的楼板、墙体及天花板表面是掺合了憎油材料的水泥砂浆抹面的。 8)、 安全厂用水泵房:为混凝土结构,其钢筋混凝土结构设计、配合比及工艺应具备足够的耐久性以保证结构主体能防止地下水和海水的侵蚀,所有与水接触的混凝土表面应使用精细模板,其他地方可以使用粗制模板。 更多相关内容,请访问中国核电论坛 http://www.chinanuclear.cn [编辑本段]核电行业市场可观 核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如,一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨,而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染,几乎是零排放,对于发展迅速环境压力较大的中国来说,再合适不过。 2007年,中国核电总发电量628.62亿千瓦时,上网电量为592.63亿千瓦时,同比分别增长14.61%和14.39%。田湾核电站2台106万千瓦的机组分别于2007年5月和8月投入商运,中国核电运行机组达到11台,运行总装机容量达907.8万千瓦。 截至2007年底,中国电力装机容量达到7.13亿千瓦,全国电力供需继续保持总体平衡态势。同时,随着田湾核电站两台百万千瓦核电机组投产,目前全国核电装机容量已达885万千瓦。 2007年全国水电、火电装机容量均保持超过10%的增长,分别达到1.45亿千瓦和5.54亿千瓦。而风电并网生产的装机总容量则实现翻番,达到403万千瓦。 中国对于核电的发展已经开始放宽政策,长期以来,中国官方一直强调要“有限”发展核电产业。而在2003年以来,中国出现了全面性能源紧张。在这种情况下,国内关于大力发展核电产业的呼声日益强烈。高层关于发展核电的这一最新表态无疑是值得肯定的,因为它确立了核电产业的战略性地步,不但对解决中国长期性的能源紧张有积极意义,而且也是和平时期保持中国战略威慑能力的理想途径,可谓“一箭双雕”。 中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万千瓦,预计到2010年中国核电装机容量约为2000万千瓦,2020年约为4000万千瓦。到2050年,根据不同部门的估算,中国核电装机容量可以分为高中低三种方案:高方案为3.6亿千瓦(约占中国电力总装机容量的30%),中方案为2.4亿千瓦(约占中国电力总装机容量的20%),低方案为1.2亿千瓦(约占中国电力总装机容量的10%)。 中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划,准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时,核电的比重将占电力总容量的4%,即是中国核电在2020年时将为3600-4000万千瓦。也就是说,到2020年中国将建成40座相当于大亚湾那样的百万千瓦级的核电站。 从核电发展总趋势来看,中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行,当前发展压水堆,中期发展快中子堆,远期发展聚变堆。具体地说就是,近期发展热中子反应堆核电站;为了充分利用铀资源,采用铀钚循环的技术路线,中期发展快中子增殖反应堆核电站;远期发展聚变堆核电站,从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。 技术及市场现状 国际核电企业以日系为中心,形成三足鼎立的局面:日本富士财团的日立―美国通用、日本三井财团的东芝―美国西屋、日本三菱财团的三菱重工―法国阿海珐。日本在核电技术和市场的垄断雏形已经出现,中国加快发展核能应用的能源战略调整必然受制于日本。 核电技术发展 自1951年12月美国实验增殖堆1号(EBR-1)首次利用核能发电以来,世界核电至今已有50多年的发展历史。截止到2005年年底,全世界核电运行机组共有440多台,其发电量约占世界发电总量的16%。 核电技术方案 纵观核电发展历史,核电站技术方案大致可以分四代,即: 第一代核电站:核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。1954年,前苏联建成电功率为5兆瓦的实验性核电站:1957年,美国建成电功率为9万千瓦的shipping port 原型核电站,这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。 第二代核电站:上世界60年代后期,在实验性和原型核电机组基础上,陆续建成电功率在30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组,它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时,使核电的经济性也得以证明。上世纪70年代,因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的,习惯上称之为第二代核电机组。 第三代核电站:上世纪90年代,为了解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响,世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关,美国和欧洲先后出台了“先进轻水堆用户要求”文件,即URD文件(utility requirements document)和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”,即(EUR)文(European utility requirements document),进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。对第三代核电机组要求能在2010年前进行商用建造。 第四代核电站:2000年1月,在美国能源部的倡议下,美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等十个有意发展核能的国家,联合组成了“第四代国际核能论坛”(GIF),于2001年7月签署了合约,约定共同合作研究开发第四代核能技术。根据设想,第四代核能方案的安全性和经济性将更加优越,废物量极少,无需厂外应急,并具备固有的防止核扩散的能力。 第一代核电站为原型堆,其目的在于验证核电设计技术和商业开发前景;第二代核电站为技术成熟的商业堆,目前在运的核电站绝大部分属于第二代核电站;第三代核电站为符合URD或EUR要求的核电站,其安全性和经济性均较第二代有所提高,属于未来发展的主要方向之一;第四代核电站强化了防止核扩散等方面的要求,目前处在原型堆技术研发阶段。祝你好运!
❻ 什么是核电
-- 核电基本知识
1.什么是核能
世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和 它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能入出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。
本书内提到的核能是指核裂变能。 前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然 铀由三种同位素组成:
铀-235 含量0.71%
铀-238 含量99.28%
铀-234 含量0.0058%
铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。
当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两 个较轻的原子核,同时产生2到3个中了和射线,并放出能 量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,硬引 起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。
铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字,
即 1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃 烧放出的能量。
2.核反应堆原理
反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。 反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。
压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二 氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆 合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一 束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。
压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸 收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通 道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。
3.什么是核电站
火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电, 而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发 电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利 用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。
核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器 内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就 源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是 最普通的压水反应堆核电站的工作原理。
在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。我国的核工业已也已有40多年发展历史, 建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的 队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。我国目前 已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就 是由我国自己研究设计建造的。
4.什么是核电厂
电是电厂生产出来的。我们知道有烧煤或石油的火力发电 厂,有靠水力发电的水电站,还有一些靠风力、太阳能、 地热、潮汐能、波浪能、沼气生产电力的小型或实验性发 电装置。核电厂就是一种靠原子核内蕴藏的能量,大规模 生产电力的新型发电厂。
核电厂用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫做“反应堆”的设备内发生裂变而产生大 量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生 器内产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通 的压水反应堆核电厂的工作原理。
5.什么是放射性
约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α( 阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。
以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,统称粒子辐射。类似的还有中了射线、 宇宙射线等。γ射线是波长很短的电磁波,称为电磁辐射。 类似的还有X射线等。
这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;2、人 的五官不能感知,但能使照相底片感光;3、照射到某些特 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离 作用。
射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。
射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘 飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。
两个关于放射性的计量单位
6.什么是反应堆
核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核 能热能转换的装置。
核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水品和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径3.9米,壁厚约0.2米。
压力容器内是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。 水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子 的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。
压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。
7.什么叫做核事故
一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可 以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。
由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过三次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故和美国三里岛事 故。
参考资料:http://www.hnnd.com/bbs/printpage.asp?BoardID=32&ID=2133
❼ 核动力航空母舰的发展历史有哪些
自从美国建成核潜艇后,美海军认识到核动力优越性后,决定研制核动力航母。
1961年11月,世界上第一艘核动力航母“企业”号建成服役。美国的“企业”号航母上装备核动力装置,使航空母舰具有更大的机动性和惊人的续航力,更换一次核燃料可连续航行10年。而且,它可以高速地驶往世界上任何一个海域。“企业”号核动力航母的问世,使航空母舰的发展进入新纪元。
美国在“企业”号核动力航空母舰基础上又发展了“尼米兹”级核动力航空母舰,这是继“企业”号核航母之后,为美国第二代核动力航空母舰。它的首制舰是“尼米兹”号,于1975年5月建成、服役。它的标准排水量72916吨,舰长332.9米,宽40.8米,舰上装有2座核反应堆和4台蒸汽轮机,航速30节以上,装填一次核燃料可持续使用13年,航程可达到100万海里。舰上可搭载90架各种类型战机,最大舰载机数量超过一百架。
尼米兹级是美国海军大型核动力航空母舰,舷号自CVN-68至CVN-77,共计建造十艘。从二十世纪六十年代开始设计建造,直到二十一世纪初,尼米兹级一直是美国海上力量和全球战略的支柱。
现在,美国正在发展和建造福特级核动力航空母舰,它是在尼米兹级核动力航空母舰发展起来的。美国拥有世界上最多的和最大的航空母舰,并拥有“企业”级、“尼米兹”级大型核航母,美国是当今世界上航母力量最强大的国家,美国的核航母技术仍处于世界领先地位。
核动力航母的研制包括五大技术:即舰载机、母舰总体、核动力装置、飞机起降装置(含弹射器、阻拦装置、升降装置等)、航空管制与光电引导着舰控制系统。
❽ 核动力公式
核动力公式E=MC2。
1905年,爱因斯坦发表提出了狭义相对论和着名的核动力公式E=MC2,为原子能的发现和利用奠定了理论基础。
❾ 核电的基本知识
世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。
这里提到的核能是指核裂变能。前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然铀由三种同位素组成:
铀-235 含量0.71%
铀-238 含量99.28%
铀-234 含量0.0058%(铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。)
当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两个较轻的原子核,同时产生2到3个中子和射线,并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,能引起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。
铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字,
即1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。 反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。
压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。
压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。 火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电,而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。
核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。
在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。中国的核工业已也已有40多年发展历史,建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。中国已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就是由中国自己研究设计建造的。日本的核电站数量是55座,核电比例为30%,计划到 2030年将核电比例提高到41%。印度有20座。俄罗斯有31座,欧盟有16国拥有核电站,核电站总数158个。法国59座,英国在30座以上,美国最多,达104座。
就发电比例而言,目前全世界400多座核电站,年发电量占全世界总发电量的17%,其中,法国核电装机占总装机的78%,日本核电装机占总装机的36%,美国核电装机占总装机的20%,韩国核电装机占总装机的42%,而在中国大陆仅占1.6%。中国已超越美国,成为世界第一碳排放大国。
根据原本的数值全世界本因建设1000座核电站全世界40%靠核能.2500座核电就能满足目前全世界的用电。但是反核人士的运动下,只有区区16%的发电能力,如果中国建设一百多座也许能补上4%,中国有六百多座核电站的话,就在没有什么能源困扰。前美国国家航空航天局科学家汉森(Hansen)作为合着者参与了一项研究。该研究估计1971年到2009年间,核能的使用很可能避免了至少184万人死于世界范围内化石燃料燃烧带来的恶劣影响。他们表示,“没有缺点的能源系统是不存在的。我们希望在制订能源系统政策时,能基于事实,而不带有感情色彩和偏见,因为这些不适用于二十一世纪的核能技术。”核能的发展,对医疗、环保、军事、航母、机器人动力、核动力卫星、航天核动力飞机、航空空间站电源至关重要。随着航天、航空、深海机器人等领域用核电池的成熟,核电池和太阳能电池必将在汽车这一能源大户中得到应用。光子传送技术,如今各个强国,正在把这变成现实,人们幻想着,用激光在地球和月亮之间,搭建一座彩虹桥,开采月球的矿产和能源。国际能源署断言,如果未来几十年核电份额大幅下降,那么要达到控制温室气体浓度在450ppm的目标,将需要对新兴的低碳技术进行战略性的部署,而这些技术还需要验证。目前的核电大国也意识到,没有核电的参与,要达到减排目标是一件难度巨大、代价高昂的事情。基于共同的目标,我们近期的能源供应需要侧重现有核能和能量稳定的地热能。 约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α(阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。
以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,γ(伽玛)射线是光子流。
这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;2、人的五官不能感知,但能使照相底片感光;3、照射到某些特 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离作用。
射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。
射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。
两个关于放射性的计量单位
居里(Curie,符号为:Ci),表示单位时间内发生衰变的原子核数。1居里(Ci)=3.7x10^10贝克(Bq),1克的镭226每秒能产生3.7×10^10次原子核衰变,该源的放射性强度即为1居里。换算:1毫居里=3.7×10^7次/秒 1微居里=3.7×10^4次/秒。
贝克勒尔(Becquerel,符号为:Bq),是放射性活度的国际单位制导出单位,1 Bq指每秒有一个原子衰变。比如,一克的镭放射性活度有3.7×10^10Bq。
概括起来可以认为:
1R(伦琴)相当于10mSv(毫西弗)=10,000μSv(微西弗)=0.01Sv(西弗)=1rem(雷姆)
一座核电站允许的年辐射剂量是5毫雷姆。在美国达拉斯,居民每年从自然环境建筑物、岩石、土地等接受的剂量约80毫雷姆。在科罗拉多,居民每年接受约130毫雷姆。只要从达拉斯迁居到科罗拉多,你每年接受的辐射剂量要比住在核电站附近的人大十倍多。虽然辐射可能引起癌症,但这种可能性有多大呢?根据国外实测结果,生活在核电厂周围的人每年接受的剂量当量小于0.01毫希。我们以每年接受0.01毫希为例,这种可能性为千万分之一点五。也就是说,这个人由核电厂造成的致癌危险只相当于每天吸五分之一支烟。 核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核能-热能转换的装置。
核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水口和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径3.9米,壁厚约0.2米。
压力容器是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。
压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。 一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。
由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过四次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故,美国三里岛事故和日本福岛核电站事故。
切尔诺贝利核事故是技术落后和人为原因的结果。 1986年4月26日,前苏联建切尔诺贝利核电站第四号反应堆大起火,并发生化学爆炸(并非核爆炸)。爆炸释放量相当于堆内约3%~4%的核燃料。事故当时有2人被炸死,1人死于心脏病,救火中有29人受辐射损伤,其中28人因患急性放射性病致死。事故后周围30公里范围内撤离了21万居民。 事实上,这是一次严重的人为责任事故,当时研究人员在做一次安全实验,切断了反应堆所有的安全措施,却又启动了反应堆,这个实验方案严重违反了安全规程,这是事故的人为原因。事故的技术原因是前苏联开发的这种石墨水冷堆具有较大的缺陷,它有一段正温度系数的正反馈工作区,这在反应堆的设计上是不能允许的,另外,切尔诺贝利核电站没有绝大多数核电站具有的安全壳。
美国三哩岛核事故并未造成人员伤亡和实质性影响 1979年3月38日清晨,美国建在宾夕法尼亚洲哈里斯堡东南16公里的三哩岛核电站,第二号反应堆发生了一起严重的失水事故,反应堆的堆芯部分熔化,大部分燃料元件损坏或熔化,放射性裂变产物泄漏到安全壳内,但并未外泄,对环境造成了轻微影响。由于事发地为美国,这次事故引起了极为强烈的反响,但其本身危害并不大,核电站内的118名职工无一伤亡,只有三人受到略高于季度允许剂量的照射,其余都在职业控制剂量以内。外泄的放射性物质也更少,方圆80公里的200万居民中,平均每人所受的放射性剂量还不如带一年夜光表或看一年彩电所受的剂量。三哩岛核事故是迄今压水堆核电厂发生的最严重的事故。 反应堆厂房:包括内外安全壳和内部结构以及堆芯熔融物捕捉器。反应堆厂房是双层圆筒形结构,该建筑包容并支撑与一回路相关的主要设施(包括压力容器和主冷却回路,包括主泵,蒸发器和稳压器)。反应堆换料腔和内部结构。辅助设备。厂房的主要功能是防止外部事件对内部反应的影响,确保不发生泄漏。包括一回路发生事故失水,使厂房内压力和温度升高。
1. 安全壳:安全壳是双层墙体结构,其中内墙体由预应力混凝土筒体和混凝土穹顶构成,内面衬以钢衬里,保证密封。外安全壳抵抗外部冲击。1.8米宽的环形区域将内外安全壳隔离,该区域处于负压状态,收集发生泄漏事故后泄漏物的收集,保证泄漏物在排入大气前被过滤,双层安全壳是考虑在严重事故对环境的有效保护。
2、 内部结构:主要功能是提供反应堆压力容器的支撑和附属设备的支撑;人员及设备的生物防护;防止管道的甩击和飞射物对安全壳、各回路以及安全系统的影响。
3、 结构描述:内部结构是钢筋混凝土结构包括一次屏蔽墙,二次屏蔽墙,反应堆换料腔;楼板和墙体。
4、 堆芯熔融物捕捉器:位于堆芯CVCS和VDS系统下部分为三部分,由堆坑下部、堆芯熔融物扩展通道和扩张区域组成。表面覆盖细石混凝土。底部有循环水系统,用以事故状态下对熔融物降温,水来自换料储水箱。
5、 安全厂房:安全厂房1&4分为9层,分别布置在安全壳两侧;厂房2&3分为8层,布置在一起,采用双层墙体。外墙与厂房各楼层分开,通向厂房的门应有门禁系统。
6、 燃料厂房:位于反应堆厂房和安全厂房2、3相对的位置,与反应堆厂房和安全厂房位于一个筏基础之上。9层(0.00-19.5m区域)。西侧为乏燃料水池及相关设施。东侧为事故废气过滤机组。采用双层墙,门应有门禁系统。
7、核辅助厂房:核辅助厂房内设置与电厂运行必需的与安全无关的辅助系统,同时设置有部分维修区域。是钢筋混凝土结构,基础与厂房的筏基础是分离的,放射性设备周围设置屏蔽结构以及有系统的隔离。提供充分的生物隔离。
8、 进出厂房:基础厂房内设有为保障人员安全进出核岛所必需的设备和设施。进出厂房的基础和核岛的基础临近,设置沉降缝,允许相对的位移。
9、 放射性废弃物厂房:分为放射性废弃物厂房(HQB)和放射性废弃物储存厂房(HQS),其可收集、储存、处理液体和固体放射性废弃物。为两个机组公用,它同1号机组的核辅助厂房建筑直接连接,用来储存、运输树脂类废弃物以及收集、临时储存、运送废液。在放射性废弃物厂房和2号机辅助厂房附属建筑(2HQS)之间连接一条热管,用来输送2号机的废液。7)、 应急柴油机房:(HD)是钢筋混凝土结构,其钢筋混凝土筏基及地下部分及外墙使用沥青绝缘材料来防水的。用来放置柴油燃料储存罐、柴油燃料槽房间的楼板、墙体及天花板表面是掺合了憎油材料的水泥砂浆抹面的。
10、 安全厂用水泵房:为混凝土结构,其钢筋混凝土结构设计、配合比及工艺应具备足够的耐久性以保证结构主体能防止地下水和海水的侵蚀,所有与水接触的混凝土表面应使用精细模板,其他地方可以使用粗制模板。