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核能是如何运作的

由:马歇尔的大脑,罗伯特·兰姆Patrick j . Kiger

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2017年8月8日,英国布里奇沃特的欣克利角B核电站航拍照片。大卫·戈达德/盖蒂图片社

对一些人来说,核能提供了一个清洁能源替代能源将我们从依赖化石燃料的桎梏中解放出来。对其他人来说,它唤起了灾难的画面:地震破裂日本的核电站打嗝放射性蒸汽这里是切尔诺贝利混凝土石棺周围的死亡区。

但是核电站里到底发生了什么,才会产生这样的奇迹和痛苦呢?想象一下,一伏的电流通过墙上的插座,一路穿过数英里的电线,到达核反应堆生成的。你会遇到产生火花的发电机和转动它的涡轮机。接下来,你会发现蒸汽喷射带动涡轮机,最后是放射性铀束将水加热成蒸汽。欢迎来到核反应堆堆芯。

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反应堆中的水还作为放射性物质的冷却剂,防止其过热和熔化。2011年3月,世界各地的电视观众了解到当冷却系统遭遇灾难性故障时会发生什么。成千上万的日本公民逃离了福岛第一核电站周边地区地震根据记录,随后发生的海啸对核电站及其几个反应堆造成了严重损害。在其他事件中,水从反应堆堆芯流出,这反过来使得控制堆芯温度变得不可能。这导致了过热和部分核熔毁[来源:美国国家公共电台].

根据该组织的数据,截至2018年4月,全球50个国家约有450个核反应堆在运行,它们提供了全球约11%的电力世界核协会.仅在美国,在美国30个州的61个商业运行的核电站中就有99个反应堆,其中包括田纳西州的瓦茨Bar 2号反应堆,该反应堆容量为1150兆瓦,于2016年10月开始商业运行[来源:环境影响评价].

核能供应了美国电力需求的20%,低于天然气的31.7%和煤炭的30.1%,仅略高于水电、风能和太阳能等可再生能源提供的17.1%。环境影响评价].但是一些国家对原子的依赖更严重。例如,2018年4月的一份报告显示,法国72%的电力来自核电站,瑞典约40%的电力来自核电站。World-Nuclear.org].

在这篇文章中,我们将看看核电站内的核反应堆是如何运作的,以及释放所有关键热量的原子反应。