山東安大重工機(jī)械有限公司

反應(yīng)堆是指能夠在受控下(所以不會(huì)發(fā)生原子彈那樣爆炸)持續(xù)進(jìn)行核裂變鏈?zhǔn)?連鎖)反應(yīng)的裝置。所以把它叫做“堆”，是因?yàn)槭澜缟系谝粋€(gè)核反應(yīng)堆是用石墨塊(用以控制反應(yīng)速度)和金屬鈾塊(反應(yīng)燃料)一層一層交替地“堆”起來(lái)而構(gòu)成的。后來(lái)，其他不用石墨的核反應(yīng)裝置，仍沿用這種叫法。
熱中子反應(yīng)堆是一種進(jìn)行核裂變的反應(yīng)堆。目前，已經(jīng)實(shí)用化的核反應(yīng)堆有輕水堆和重水堆(重水是氫的同位素氘(重氫)同氧的化合物)之別。目前使用的多為輕水堆。在輕水堆中，水被兼作減速(和石墨一樣起控制反應(yīng)速度的作用)和冷卻用。輕水堆又可分為壓水型和沸騰水型的，現(xiàn)在大多數(shù)核電站用的都是壓水型的。
壓水堆最初被用作核潛艇的動(dòng)力。它的冷卻水分為一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)兩部分。一次系統(tǒng)的冷卻水保持在約160氣壓這樣的高壓，所以加熱到約325℃仍能保持為液體狀態(tài)。為了吸收核裂變中的中子，水中加入一點(diǎn)硼，用以調(diào)整核反應(yīng)的速度。一次冷卻水直接同核襲變部分接觸，將它產(chǎn)生的熱量帶走。經(jīng)由蒸氣發(fā)生器進(jìn)行熱交換，使二次冷卻水被加熱至沸騰。二次冷卻水在60大氣壓下被加熱到275℃，成為蒸氣用以驅(qū)動(dòng)發(fā)電用的汽輪機(jī)。
壓水堆利用濃縮鈾工廠提供的低濃度鈾235作為核燃料。鈾235是鈾的一種放射性同位素，是自然界中唯一存在的裂變核燃料。裂變中產(chǎn)生的中子，或被燃料棒中鈾238所吸心，或使鈾235發(fā)生裂變，或逸出于燃料棒之外。如中了速度快，則使鈾235發(fā)生裂變的機(jī)會(huì)就小了，所以要用水(輕水或重水)和石墨作為減速材料，放在燃料棒四周，使中子速度減慢以有助于使鈾235發(fā)生裂變。減速后的中子能量最后都變?yōu)闊崮?，為了把它運(yùn)到外部，需要使用冷卻材料(通常也用水)。把含有硼等吸收中子物質(zhì)的控制棒放在堆芯中，當(dāng)它插入燃料中時(shí)，產(chǎn)生的中子數(shù)量達(dá)不到臨界值，裂變無(wú)法連續(xù)進(jìn)行下去。當(dāng)控制棒拔起來(lái)時(shí)，中子數(shù)目加多，通過(guò)連銷反應(yīng)，鈾的裂變便可連續(xù)進(jìn)行下去。這種速度變慢的中子稱為熱中子，利用熱中子使鈾235裂變的核反應(yīng)堆，稱為熱中子反應(yīng)堆。