核反应堆如何发电

铀燃料核电是一种清洁高效的开水方式，可以制造蒸汽，从而驱动涡轮发电机。除了反应堆本身，核电站的工作方式与大多数煤炭或燃气发电站一样。

反应堆堆芯

包含数千个小颗粒陶瓷氧化铀燃料的数百个燃料组件构成反应堆的核心。对于输出功率为1000兆瓦(MWe)的反应堆，核心将含有约75吨浓缩铀。 在反应堆堆芯中，铀-235同位素裂变或裂开，在称为链式反应的连续过程中产生大量热量。该过程取决于调节剂如水或石墨的存在，并且是完全受控的。主持人放慢了铀原子核裂变产生的中子，使它们继续产生更多的裂变。两个铀-235原子裂变的例子反应堆堆芯中的一些铀-238变成钚，其中约一半也同样裂变，提供了反应堆能量输出的约三分之一。裂变产物保留在陶瓷燃料中并经历放射性衰变，释放出更多的热量。它们是该过程的主要浪费。反应堆堆芯位于钢制压力容器内，即使在320°C以上的工作温度下，其周围的水仍保持液态。在反应堆堆芯上方或在单独的压力容器中形成蒸汽，这驱动涡轮机产生电力。然后将蒸汽冷凝并再循环水。

常见的反应堆类型

主要设计是压水反应堆，其主冷却/传热回路中有水，并在二次回路中产生蒸汽。不太受欢迎的沸水反应堆在反应堆堆芯上方的主回路中产生蒸汽，尽管它仍处于相当大的压力下。两种类型都使用水作为冷却剂和慢化剂来减缓中子。压力水反应堆图为了保持有效的反应器性能，每年或每两年将大约三分之一或一半的废燃料用新鲜燃料替换。压力容器和任何蒸汽发生器都安装在一个大型安全壳结构中，钢筋混凝土厚约1.2米。这是为了在反应堆内部存在严重问题时保护邻居，并保护反应堆免受外部攻击。因为即使在反应堆关闭后，一些热量也是由放射性衰变产生的，所以提供冷却系统以除去这些热量以及主要的运行热量输出。

自然史前反应堆

世界上第一座核反应堆大约20亿年前在加蓬的铀矿床中自然运行。这些矿物存在于地壳中的富铀矿体中，并通过渗透雨水来缓和。(当时铀-235同位素比现在更浓。)

核能对全球电力供应的贡献

核能供应约占世界电力的10%。今天，31个国家使用核能产生高达四分之三的电力，其中相当一部分依靠它来供应四分之一到三分之一的电力。自20世纪50年代以来，世界上454座核动力反应堆(以及为海军舰艇提供动力的核反应堆已经达到类似数量的反应堆)累积了17,000多个反应堆年的运行经验。