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現(xiàn)有的核能發(fā)電都是把核裂變過(guò)程產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化用于發(fā)電，發(fā)電過(guò)程在核電站中進(jìn)行，下面我們就以壓水堆（PWR）為例來(lái)看看核電站如何將核能轉(zhuǎn)化成電能。

核電站的工作原理并不神秘。在核電站的核心——核反應(yīng)堆中，主要包含了堆芯、反射層、控制棒、屏蔽層、慢化劑和冷卻劑。堆芯，又稱活性區(qū)，是核燃料元件存放的區(qū)域，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就在此區(qū)域進(jìn)行。反射層是圍在堆芯外面的一層材料，作用是把那些從堆芯逃逸出來(lái)的中子反射回去?？刂瓢?，我們之前提到過(guò)，里面含有能吸收中子的物質(zhì)，我們通過(guò)調(diào)節(jié)控制棒插入燃料棒中的深度來(lái)控制核反應(yīng)的速率，甚至停止核反應(yīng)。屏蔽層用來(lái)阻止在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的大量中子、γ射線和停堆時(shí)裂變產(chǎn)物向周圍放出γ射線，一般用混凝土在反應(yīng)堆四周設(shè)置，將中子和γ輻射減到人類允許劑量水平以下。慢化劑的作用是降低中子的運(yùn)動(dòng)速度，因?yàn)楹朔磻?yīng)產(chǎn)生的中子速度較快，并不能充分與核燃料反應(yīng)釋放能量，所以利用慢化劑來(lái)增大它們與核燃料發(fā)生核反應(yīng)的概率。接著，冷卻劑是將反應(yīng)堆用來(lái)發(fā)電的關(guān)鍵介質(zhì)，燃料裂變釋放的能量變成裂變產(chǎn)物的動(dòng)能，通過(guò)裂變產(chǎn)物與周圍物質(zhì)的碰撞又轉(zhuǎn)換成熱能，這些熱量被浸沒(méi)在核燃料周圍的冷卻劑帶走，在蒸汽發(fā)生器中轉(zhuǎn)化為蒸汽，最終由這些蒸汽發(fā)電。

通常的火力發(fā)電站也是利用熱能產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，最后通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電能。但是在核反應(yīng)堆中，這部分冷卻劑（我們稱之為“一回路”）直接與堆芯接觸，帶有放射性物質(zhì)，為了防止一回路中的放射性物質(zhì)泄漏，核電站不直接使用它們發(fā)電，而是增加了一個(gè)“二回路”冷卻劑。它們?cè)谡羝l(fā)生器中與一回路隔離但是能傳遞熱量，一回路的熱量使得二回路的液體汽化變成蒸汽，再利用二回路的蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。這就是核電站將核能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。

除了核反應(yīng)堆，還有一系列與之相適應(yīng)的配套設(shè)備輔助發(fā)電，例如主泵、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器、汽輪發(fā)電機(jī)、安全殼、應(yīng)急冷卻系統(tǒng)等。（摘自《核電造福你我他》P16