核電站最初用來轟擊原子核的中子是怎麼來的?

時間 2021-06-06 15:24:58

1樓:NorthMagic

這是我在B乎上看到的關於反應堆所提問題中最有專業性和深度的乙個!

對於商業化反應堆(包括壓水堆、沸水堆、重水堆)和四代堆(氣冷、鈉冷、鉛冷快堆,超高溫堆,超臨界水堆、熔鹽堆),在反應堆初裝料啟堆過程中,都在堆芯提供外中子源,以誘發燃料核發生裂變反應,進而產生和維持鏈式裂變反應,使反應堆達到初始臨界並穩定執行。而這一任務是由中子源元件來完成的。

堆芯燃料元件

為更好地說明中子源元件的作用,先對堆芯功能元件做簡要介紹,再詳細將中子源元件是如何工作的。堆芯功能元件共有控制棒元件可燃毒物元件中子源元件(包括初級和次級)阻力塞元件

控制棒元件:反應堆在執行過程中,需要調節反應堆執行功率、事故狀況下緊急停堆,由中子吸收截面很大的材料(如銀-銦-鎘)組成,將控制棒插入堆芯,能夠迅速吸收堆芯中子,降低中子通量,即起到調節功率或停堆的作用;

可燃毒物元件:為了使反應堆能夠一次裝料連續執行18個月,必須在初始裝載燃料時提供較大的初始剩餘反應性(可以理解為裝載超過臨界值的核燃料),那麼為保證反應堆不超臨界,可在堆芯布置可燃毒物元件,用於吸收中子,使有效增殖因子維持在1左右;

阻力塞元件:可以理解為在元件通道內阻塞,改變冷卻劑的流量;

中子源元件中的核心部件為中子源棒,由初級源和次級源組成。初級中子源元件只用於堆芯初級裝料和首次啟動,一般用釙-鈹源(Po-Be),反應式為:

次級源採用銻-鈹(Sb-Be)光中子源,次級源壽命約為5年滿功率年,其反應式為:

初級源相比次級源,中子源強度更大,在堆內所起作用時間更短,主要在於首次裝料啟動;而次級源作用在於反應堆停堆後再次啟動過程,提高堆芯中子通量水平。

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