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核反应堆是如何工作的

由:Patrick j . Kiger

图片画廊:核电站内部德国Landshut附近Essenbach的Isar 2核电站反应堆建筑内的燃料组件储存池。查看更多核电站内的照片
亚历山德拉贝尔/盖蒂图片社

核反应堆只有一个任务:分裂原子在受控反应中,利用释放的能量产生电力.多年来,反应堆既被视为奇迹,也被视为威胁。

当美国第一座商业反应堆在宾夕法尼亚州的Shippingport投入使用时,在1956年,这项技术被誉为未来的能源一些人认为,这最终会使电力变得便宜到无法计量。世界各国共建造了442座核反应堆,其中大约四分之一是在美国建造的[来源:Euronuclear.org].世界14%的电力依赖于核反应堆[来源:核能研究所].事实上,未来主义者幻想拥有核动力汽车【来源:福特].

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然后,23年后,当宾夕法尼亚州三里岛核电站的2号机组出现冷却故障,放射性燃料部分熔毁时,人们对反应堆的感觉发生了根本改变。尽管受损反应堆的安全壳完好无损,也没有发生重大事故辐射释放后,许多人开始认为反应堆过于复杂,容易受到人员和设备故障的影响,可能会带来灾难性的后果。他们还担心反应堆产生的放射性废料。更糟糕的是,许多人怀疑政府监管机构和核电行业是否与公众保持一致。结果,美国停止了新核电站的建设。当1986年苏联切尔诺贝利核电站发生更严重的事故时,核能似乎注定要被淘汰[来源:忧思科学家联盟].

但在21世纪初,由于能源需求上升,化石燃料供应减少,以及对二氧化碳排放导致的气候变化的日益担忧,核反应堆开始卷土重来。本世纪末,美国核管理委员会(U.S. Nuclear Regulatory Commission)开始批准新建核电站,奥巴马总统也在其中核能作为他能源计划的关键部分。

但是,2011年3月,又一次危机袭来——这次是在地震日本遭受重创的福岛第一核电站再次引发担忧。

在这篇文章中,我们将解释核反应堆是如何工作的,当它们失灵时会发生什么,以及它们对我们的健康和健康造成的风险环境与其他能源相比。我们还将探讨哪些技术进步可以让未来的核反应堆更安全。

但首先,让我们看看核裂变,这个产生能量的过程,是如何运作的。