核能发电的原理与机制
核能释放主要依靠核聚变与核裂变这两种方式留学之路，核聚变是本文重点，它是两个或更多较轻原子核结合成一个较重原子核的核反应，会释放出相当惊人的能量，是核裂变反应能量的四倍，还预兆着未来聚变动力堆的潜力，当下诸多计划都在探寻怎样利用核聚变反应，其中关键之处在于把氘（重氢）和氚（超重氢）的混合物用作反应物。按照理论来讲，仅仅只需几克如此这般的反应物，便能够产生充足到足以供一个算得上发达地区的众人在长达60年的时间之内所需要的能量，也就是一太（万亿）焦耳。紧接着，我们会经由图示进一步深入地去了解聚变的原理。
因为原子核之间有着强大的静电排斥力初中物理核电，所以要让轻核发生聚变，就得克服这种阻力。只有在超过一亿摄氏度的那种极端高温环境里，轻核才能够获得足够的动能去实现聚变。当原子核相互靠近到一定范围之时，它们之间的核吸引力会战胜电排斥力，进而触发聚变反应。需要注意的是，原子核的静电斥力跟其所带电荷量成正比例关系，所以，质子数比较少的轻核聚变所需的温度更低。这能够解释，为何仅仅是某些较轻的原子核，像氢、氘、氚这类，才易于发生聚变，而且要把这些原子核约束在狭小空间当中，以此来增加碰撞机会。
值得一提的是，美国能源部宣称，在2022年12月13日，他们首次于可控核聚变反应里达成了“净能量增益”，这表明在实验室环境之中，聚变反应所产出的能量首次超越了所消耗的能量，这属于一处重大的科学突破。
随后，我们会去探究另外一种核能发电的关键原理，也就是核裂变。当前，核电站主要借助铀原子核的裂变来进行发电。核裂变是一种状况，即一个质量相对较大的原子核分裂成为两个或者多个中等质量的原子核的进程。需要留意到的是，并 非所有的原子核都能够发生裂变，只有那些由于质量过大而表现出不稳定特性的原子核才会出现这种反应。为了对核裂变加以控制，人类要运用中子来引发裂变，原因在于中子不带电，更加容易进入原子核并且对其稳定性造成干扰。然而，中子引发核裂变要具备严苛的中子速度条件。并且，还得有靶原子核相应要求。这同样是核能发电里面至关重要的一项挑战。
用中子去轰击铀 - 235原子核，这会致使原子核分裂成两个较轻的原子核，并且会同时释放出2至3个中子。要是这些被释放出的中子能够引发其他原子核的裂变，而且至少有一个中子能够持续引发裂变，那么这样的反应就被称作链式裂变反应。达成链式反应是核能发电的关键所在。借助在燃料中加入能够吸收中子的物质，可以对链式反应的速度予以控制。例如，一次裂变里产生的3个中子，其中2个有可能被吸收，如此链式反应就会持续开展。不过每次仅发生一个反应，所以裂变速度维持稳定。要是进一步增添吸收物质，那么或许所有的3个中子都会被吸收，链式反应会因此停下来。在核反应堆内，能够借助“控制棒”来调整反应速率。当需要终止裂变反应时，只需将足量的控制棒插进燃料中，核反应就会立刻停止。
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03 — 压水堆：全球核电站的主导堆型
核电站堆型分类方式有许多种，按照用途区别，能分成动力堆，生产堆，研究堆以及特殊用途堆等；依据冷却剂与慢化剂不一样，又可分化为压水堆，沸水堆，重水堆，气冷堆，压力管式石墨沸水堆以及快中子增殖堆等。在全世界范围内，压水堆与沸水堆于核电站里占比是最大的，特别是在我国，压水堆技术路线是核电站的主要选用方向。压水堆最开始是给舰船核动力进行设计的，凭借其紧凑的结构，卓越的经济性与安全性闻名，而其安全性更是被众多国家所看重的缘由。 。时至今日，压水堆已成为全球核电站的领军堆型。
不同于火电厂的锅炉初中物理核电，核电厂的“锅炉”是核反应堆，它也被叫做“核岛”，核岛涵盖安全壳以及其内部所有设备和系统。在核岛上，堆芯是核心，它主要由燃料组件和控制棒驱动系统组成。核裂变反应发生时，产生的热量被堆芯里的水吸收。这些水在一回路中流经蒸汽发生器，把热量传给二电路的水。这一流程和火电厂蒸汽驱动汽轮机运转、进而带动发电机发电的流程类似。随后，三回路借助凝汽器以及海水这类冷源，把二回路的蒸汽冷凝为水，这些水再次被输送至核岛，进而加热成蒸汽，如此便形成了一个封闭的循环系统。
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核能发电三回路的构成及作用详解
一回路着重于核反应，它的核心部件含有压力容器，还有稳压器，以及蒸汽发生器，另外还有主泵。一回路的使命是开展核反应，其中的压力容器为反应给予场地，把水加热到300多度；稳压器负责维持5MPa左右的压力，保证水在高温时依旧保持液态；蒸汽发生器利用一回路的水向二回路传递热量，达成热量的交换；主泵推动一回路的水流动，确保热量能够持续传递。
二回路承担着发电的任务，它的核心部件有冷凝器，还有给水泵以及汽轮机。一回路的热量经由蒸汽发生器传递给二回路，因为二回路处于常压状态，失去稳压器压力的热水即刻变成蒸汽。这些蒸汽接着进入汽轮机，促使其高速转动，进而带动发电机产生电力。冷凝器的功能是收集从汽轮机流出的蒸汽，通过把它冷凝成水的形式送回蒸汽发生器。与此同时，给水泵也保证了二回路的水/蒸汽能够持续地流动。
三回路结构简单，然而其作用至关重要，它主要承担降温职责，先是把海水这般的冷源从海中抽取出来，接着借助冷却水循环泵推进到冷凝器里，把多余热量带走，以此给整个系统降温，进而避免因过热引发故障 。