認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)報(bào)告2

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)西南科技大學(xué)核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)號(hào)：2017年5月1實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)一、摘要。34三、正文。4444577888核反應(yīng)堆。重水堆。核燃料和控制棒。慢化劑和冷卻劑。外壓力殼。屏蔽層。參考文獻(xiàn)。2實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)2017年5月11與核技術(shù)專業(yè)2015級(jí)的全體同學(xué)前往中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所完成了專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。核能（或稱原子能）是通過(guò)核反應(yīng)從原子核釋放的能量，可通過(guò)核裂變、核聚變和核衰變?nèi)N核反應(yīng)之一釋放。核能有巨大威力并且地球上蘊(yùn)藏著數(shù)量可觀的鈾、釷等裂變資因此，核能具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)價(jià)值，而要將核能轉(zhuǎn)換成能為我們所能直接利用的能量，需要借助以核反應(yīng)堆為中心樞紐的核能轉(zhuǎn)換裝置?；剂峡赡茉诮窈蟮膸讉€(gè)世紀(jì)內(nèi)被消耗殆盡，在核能、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)岷统毕饶茉串?dāng)中，核能是目前比較成熟并已在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用的新型能源，不僅有單位體積能量大的優(yōu)點(diǎn)，核反應(yīng)堆分三種類型，壓水堆、沸水堆和重水堆，在帶隊(duì)教師的講解下，我們參觀考察了一個(gè)重水堆的模型，中國(guó)綿陽(yáng)研究堆(CMRR)——在線輻照產(chǎn)氚/提氚實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，我們了解了核反應(yīng)冷卻劑和控制棒以及重水堆中的反射層、外壓力殼和屏蔽層，對(duì)核工程與核技術(shù)專業(yè)有了更直觀和更深入的認(rèn)識(shí)。中子與一個(gè)鈾核發(fā)生核而重水堆則是以天然鈾為核燃料，以重水為慢化劑和冷卻劑，用循環(huán)水(或其他物質(zhì))帶走熱量避免反應(yīng)堆因過(guò)熱燒毀，導(dǎo)出的熱量可以使3實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)水變成水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，將控制棒插入含有核燃料的堆芯可以使核反應(yīng)停止。同時(shí)，作為國(guó)防科技工業(yè)的后備軍，我們也需要嚴(yán)重水堆活性區(qū)反射層外壓力殼屏蔽層核燃料慢化劑冷卻劑控制棒（一）實(shí)習(xí)目的。第一學(xué)期，我們所學(xué)習(xí)的課程大多都是書本上的基礎(chǔ)理論知識(shí)，雖然我們有很多同學(xué)都加入了導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)室，參與了他們的科研項(xiàng)目，但是我們對(duì)自己核工程與核技術(shù)專業(yè)的認(rèn)識(shí)還并不夠直觀和深入。因此，我們不能都成為只會(huì)紙上談兵的趙括，要學(xué)以致用，通過(guò)核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)這門課程，在實(shí)習(xí)單位參觀考察并且聆聽?zhēng)ш?duì)教師的講解，我們能對(duì)核工程與核技術(shù)專業(yè)有更直觀和更深入的認(rèn)識(shí)，從而能為自己在以后對(duì)專業(yè)知識(shí)更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)奠定更堅(jiān)固的基礎(chǔ)。（二）相關(guān)背景。1.核能。核能（或稱原子能）是通過(guò)核反應(yīng)從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E=mc，其中能量，質(zhì)量，光速。核能可通過(guò)三種核反應(yīng)之一釋放：1.核裂變，較重的原子核分裂釋放結(jié)合能。3.核衰變，4實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)原子核自發(fā)衰變過(guò)程中釋放能量。核能有巨大威力。1于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)所放出的化學(xué)能。一座100萬(wàn)千瓦的核電站，每年只需25噸至3010輛卡車；而相同功率的煤電站，每年則需要300多萬(wàn)噸原煤，運(yùn)輸這些煤炭，要1000列火車。核聚變反應(yīng)釋放的能量則更巨大。據(jù)測(cè)算1公斤煤只能使一列火車開動(dòng)8米；一公斤裂變?cè)峡墒挂涣谢疖囬_動(dòng)4萬(wàn)公里；而1公斤聚變?cè)峡梢允挂涣谢疖囆旭?0萬(wàn)公里，相當(dāng)于地球到月球的距離。地球上蘊(yùn)藏著數(shù)量可觀的鈾、釷等裂變資源，如果把它們的裂變能充分利用，可以滿足人類上千年的能源需求。在大海里，還蘊(yùn)藏著不少于2021世紀(jì)前期變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這些氘的聚變能將可頂幾萬(wàn)億億噸煤，能滿足人類百億年的能源需求。更可貴的是核聚變反應(yīng)中幾乎不存在放射性污染。聚變能稱得上是未來(lái)的理想能源。因此，人類已把解決資源問(wèn)題的希望，寄托在核能這個(gè)能源世界未來(lái)的巨人身上了。[1]因此，核能具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)價(jià)值，而要將核能轉(zhuǎn)換成能為我們所能直接利用的能量，需要借助核能轉(zhuǎn)化裝置，而核反應(yīng)堆則是核能轉(zhuǎn)化裝置的中心樞紐。2.中國(guó)工程物理研究院。1958年，是國(guó)家計(jì)劃單列的我國(guó)唯一的核武器研制生產(chǎn)單位，是以發(fā)展國(guó)防尖5實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中物院主體座落于四川省綿陽(yáng)市科學(xué)城，在北京、上海、成都、深圳等地設(shè)有科研分支機(jī)構(gòu)或辦事機(jī)構(gòu)。中物院于19581962年開始從北京遷往青海221廠核武器研制基地；1969年遷往四川“九〇二地1990管理體制調(diào)整為國(guó)家計(jì)劃單列的相對(duì)獨(dú)立的科研事業(yè)單位。中物院名稱先后使用過(guò)二機(jī)部九局、北京第九研究所、二機(jī)部第九研究設(shè)計(jì)院核工業(yè)第九研究院等，1985年國(guó)家正式批準(zhǔn)使用“中國(guó)工程物理研究院”的名稱。中物院設(shè)有科研機(jī)構(gòu)、技術(shù)保障等單位，主要從事沖擊波與爆轟物理、核物理、等離子體與激光技術(shù)、工程與材料科學(xué)、電子學(xué)與光電子學(xué)、化學(xué)與化工、計(jì)算機(jī)與計(jì)算數(shù)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的研究及應(yīng)用，是專業(yè)門類齊全、先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)保障能力相配套的大型科研生產(chǎn)基地。中物院現(xiàn)有在職職工約23000人，其中專業(yè)技術(shù)人員近1萬(wàn)人，技能人員近9000稼先、朱光亞、陳能寬、周光召、郭永懷、程開甲、彭桓武等杰出科學(xué)家都曾擔(dān)任過(guò)我院的重要領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)?，F(xiàn)有中國(guó)科學(xué)院院士11人，中國(guó)工程院院士11人。中物院設(shè)有研究生部，在相關(guān)學(xué)科具有一級(jí)和二級(jí)學(xué)科博士授予6實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)權(quán)。有物理、數(shù)學(xué)、核科學(xué)與技術(shù)、力學(xué)等博士后科研流動(dòng)站（其中[2]3.中國(guó)綿陽(yáng)研究堆（CMRR中國(guó)綿陽(yáng)研究堆隸屬于中國(guó)工程物理研究院，功率20MW，位于四川省綿陽(yáng)市的核物理與化學(xué)研究所NP廠區(qū)，2012年通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，2013年9月冷源正式投入使用。實(shí)測(cè)用于中子散射實(shí)驗(yàn)的熱中子通量2.4×10n/cm˙，冷中子通量10n/cm˙。292首期建設(shè)的6臺(tái)中子散射譜儀和22013年以來(lái)的系列帶中子束熱調(diào)試工作已經(jīng)全部投入使用。分別為：高分辨中飛行時(shí)間極化中子反射譜儀、冷中子三軸譜儀和冷/熱中子成像裝置，低溫、高壓、力學(xué)拉伸和磁場(chǎng)等原位環(huán)境加載設(shè)備也已初步具備。二期建設(shè)的熱中子三軸譜儀、中子超小角散射譜儀和中子標(biāo)定測(cè)試束線等已得到國(guó)家立項(xiàng)支持，計(jì)劃于2015年開始實(shí)施。一期建設(shè)的中子散射譜儀對(duì)國(guó)內(nèi)科研領(lǐng)域的推動(dòng)作用和效益已初顯。目前已為北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院金屬所、北京科技大學(xué)、中科院高能所、北京航空材料研究院、上海交通大學(xué)、中山大學(xué)和山東大學(xué)等用戶單位提供了實(shí)驗(yàn)服務(wù)，部分成果已發(fā)表于《ActaMater.》等國(guó)際刊物。[3]（三）實(shí)習(xí)時(shí)間。2017年5月11日上午7實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)（四）實(shí)習(xí)地點(diǎn)。中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所（五）實(shí)習(xí)手段。參觀考察和聆聽?zhēng)ш?duì)老師的講解（六）實(shí)習(xí)過(guò)程。隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展和人類文明的進(jìn)步，地球上有限的化石能源在加速地消耗。據(jù)預(yù)言家們估計(jì)，化石燃料可能在今后的幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)被消耗殆盡。除這些化石燃料外，自然界里還有核能、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)岷统毕?。在這些能源當(dāng)中，核能是目前比較成熟并已在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用的新型能源。核能不僅有單位體積能量大的優(yōu)點(diǎn)，而且資源豐富，據(jù)初步估計(jì)，地球上已勘探到的鈾礦和釷礦資源其能量相當(dāng)于有機(jī)燃料的20是船用核動(dòng)力，包括潛艇核動(dòng)力和航空母艦的核動(dòng)力。因?yàn)楹藙?dòng)力具有不依賴空氣工作的特點(diǎn)，它作為水下潛艇和潛器的動(dòng)力有其特殊的優(yōu)點(diǎn)，所以核反應(yīng)堆出世以來(lái)較早的是被用在核潛艇上。核潛艇與常規(guī)潛艇相比具有水下續(xù)航力強(qiáng)、噪聲小和可靠性好等突出優(yōu)點(diǎn)，因此世界上的幾個(gè)核大國(guó)都相繼建造了大批的核潛艇。由于核能的單位體積釋熱量大、使用時(shí)間長(zhǎng)，所以對(duì)于功率大、燃料消耗量多的航空母艦也是一種很理想的動(dòng)力源。根據(jù)原子核裂變產(chǎn)生的能量計(jì)算，1kg的U完全裂變所產(chǎn)生的能量大約相當(dāng)于2800t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒，或2352100t燃油完全燃燒所產(chǎn)生的能量值。因此在大型航空母艦上用核動(dòng)力取代常規(guī)動(dòng)力可以大大減少燃料的攜帶量，提高艦艇的續(xù)航能力。8實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)核動(dòng)力反應(yīng)堆應(yīng)用的另一個(gè)重要領(lǐng)域是核電站，自第一座核電站問(wèn)世以來(lái)的50年里，核電站的發(fā)展速度很快，目前全世界31個(gè)國(guó)家和地區(qū)有438座核電站在運(yùn)行，核電站已積累了5000多堆年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。從總的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在今后的30~50年內(nèi)，還會(huì)有更多的國(guó)家和地35%電站多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，核能是一種清潔、經(jīng)濟(jì)、安全的能源。核電站在工作過(guò)程中不會(huì)向大氣排放SO和CO等有害氣體，可以避免產(chǎn)22生溫室效應(yīng)，如果全部用核能代替化石燃料發(fā)電，可以改善大氣污染問(wèn)題。由于核電技術(shù)不斷完善，很多部件都采用了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，因此其成本和造價(jià)隨之降低，在核電站發(fā)展的初期階段，人們就比較重視核電站的安全問(wèn)題，從而也促使工程技術(shù)人員在核電站的設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中始終對(duì)安全問(wèn)題十分重視。核反應(yīng)堆，又稱為原子能反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是能維持可控自持鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)，以實(shí)現(xiàn)核能利用的裝置。核反應(yīng)堆通過(guò)合理布置核燃料，使得在無(wú)需補(bǔ)加中子源的條件下能在其中發(fā)生自持鏈?zhǔn)胶肆炎冞^(guò)程。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，反應(yīng)堆這一術(shù)語(yǔ)應(yīng)覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆，但一般情況下僅指裂變堆。反應(yīng)堆的類型很多，但它主要由活性區(qū)，反射層，外壓力殼和屏蔽層組成。活性區(qū)又由核燃料，慢化劑，冷卻劑和控制棒等組成。當(dāng)前用于原子能發(fā)電站的反應(yīng)堆中，壓水堆是最具競(jìng)爭(zhēng)力的堆型（約占沸水堆占一定比例（約占[5]在帶隊(duì)教師的講解下，我們參觀考察了一個(gè)重水堆的模型，中國(guó)綿陽(yáng)研究堆(CMRR)——在線輻照產(chǎn)氚提氚實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。9實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)1.核反應(yīng)堆。與一個(gè)鈾核發(fā)生核反應(yīng)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的內(nèi)部過(guò)程，最終鈾核裂變?yōu)閮蓚€(gè)碎片，同時(shí)放出幾個(gè)中子。核反應(yīng)發(fā)生前粒子的總質(zhì)量要大于核反應(yīng)發(fā)生后粒子的總質(zhì)量，根據(jù)愛(ài)因斯坦著名的質(zhì)能公式E=mc，所虧損2的質(zhì)量全部轉(zhuǎn)化為能量，絕大部分以熱量的形式釋放，少部分以輻射的形式逃逸，不要小看這一點(diǎn)點(diǎn)的質(zhì)量虧損，與光速的平方相乘后將是一個(gè)巨大的能量數(shù)值。如果每次裂變反應(yīng)產(chǎn)生中子的數(shù)目大于引起核裂變所消耗中子的數(shù)目，那么在少數(shù)的原子核中引起了核裂變反應(yīng)以后，就有可能不依靠外界的作用而使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。這樣的裂變反應(yīng)稱作自續(xù)的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，實(shí)現(xiàn)自續(xù)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的條件是：當(dāng)一個(gè)裂變核俘獲一個(gè)中子產(chǎn)生裂變以后，新產(chǎn)生的中子中，平均至少應(yīng)該再有一個(gè)中子去引起另外一個(gè)核的裂變。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生大量熱能。用循環(huán)水(或其他物質(zhì))帶走熱量才能避免反應(yīng)堆因過(guò)熱燒毀。導(dǎo)出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。[5]2.重水堆。其二，我們了解了重水堆的工作原理。重水堆按其結(jié)構(gòu)形式可分只不過(guò)慢化劑和冷卻劑都是重水。壓力容器式重水堆的堆內(nèi)結(jié)構(gòu)材料比壓力管式的少，中子經(jīng)濟(jì)性好，可達(dá)到很高的轉(zhuǎn)換比。但壓力容器式天然鈾重水堆的最大功率受到厚壁容器制造能力的限制。壓力管式重水堆只有壓力管承受高壓，而容器不承受高壓，因此其功率不受容10實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)器制造能力的限制。壓力管式的重水堆用重水作慢化劑，冷卻劑可以是重水、輕水或有機(jī)化合物。[4]3.核燃料和控制棒。其三，我們參觀了重水堆中活性區(qū)的核燃料和控制棒。重水堆使UO芯塊后放在鋯合金包殼內(nèi)構(gòu)成外徑2為13.08、長(zhǎng)度為49.5cm的元件棒，再由37根元件棒組成直徑為10.2cm、長(zhǎng)度約50cm的燃料元件束。堆芯由380根帶燃料元件束的10~12個(gè)燃料元件束。為了防止熱量從高溫高壓的重水冷卻劑中傳出來(lái)，在每根壓力管外設(shè)CO2型臥式圓柱排管容器中的重水慢化劑溫度低于60℃。[4]核燃料（nuclearfuel的材料。重核的裂變和輕核的聚變是獲得實(shí)用鈾棒核能的兩種主要方238和钚239料。其中鈾235存在于自然界，而鈾233、钚239則是釷232和鈾238吸收中子后分別形成的人工核素。從廣義上說(shuō)，釷232和鈾238也是核燃料。氘和氚是能發(fā)生核聚變的核燃料，又稱聚變核燃料。氘存在于自然界，氚是鋰6吸收中子后形成的人工核素。核燃料在核反應(yīng)堆1千克鈾235完全裂變時(shí)產(chǎn)生的能量約相當(dāng)于2500噸煤?？刂瓢粼O(shè)置在反應(yīng)堆上部，穿過(guò)大型臥式圓柱排管容器插入壓力管束間隙的慢化劑中，反應(yīng)性的調(diào)節(jié)既可用控制棒也可用變化慢化劑液位的方法來(lái)進(jìn)行。需緊急停堆時(shí)，可11實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)將控制棒快速插入堆芯，并打開排管容器底部的大口徑排水閥，把重水慢化劑迅速排人重水傾瀉槽或向慢化劑內(nèi)噴注硼酸釓溶液以減少反應(yīng)性。由于用天然鈾作燃料所能達(dá)到的燃耗較小，因此需要頻繁地?fù)Q料。[4]控制棒是由硼和鎘等易于吸收中子的材料制成的。核反應(yīng)壓力能夠吸收大量中子，以阻止裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行。如果把控制棒拔出一點(diǎn)，反應(yīng)堆就開始運(yùn)轉(zhuǎn)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度達(dá)到一定的穩(wěn)定值；如果想增加反應(yīng)堆釋放的能量，只需將控制棒再抽出一點(diǎn)，這樣被吸收的中子減少，有更多的中子參與裂變反應(yīng)。要停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行，將控制棒完全插入核反應(yīng)中心吸收掉大部分中子即可。根據(jù)核反應(yīng)堆的工作原理，如果改變堆內(nèi)的中子數(shù)和中子密度，就可以改變核反應(yīng)的劇烈程度，從而改變核反應(yīng)堆的功率。核潛艇是用控制棒和化學(xué)控制兩條途徑來(lái)控制核反應(yīng)堆反應(yīng)速度的，從而使核潛艇做到快慢自如。按照這一原理問(wèn)題就簡(jiǎn)單了，若想使核反應(yīng)堆停堆，只需將控制棒完全插入堆芯中即可。這樣，由于控制棒吸收了大量中子，堆芯就會(huì)由于中子數(shù)量不足而使裂變反應(yīng)難以為繼，核反應(yīng)自然就會(huì)減弱或停止運(yùn)行了。同時(shí)，為了防止核反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，核潛艇的控制棒在緊急情況下能夠迅速插入堆芯底部，使核反應(yīng)堆停堆，此情景在許多電影“大片”中都有演示。例如，當(dāng)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后，堆芯的溫度就會(huì)由于不能迅速冷卻而升高，這樣，就很可能使核反應(yīng)堆熔化，甚至爆炸。為此，核潛艇反應(yīng)堆艙內(nèi)設(shè)有溫控系統(tǒng)，當(dāng)反應(yīng)堆冷卻劑的溫度超過(guò)允許值時(shí)，溫控系統(tǒng)將信號(hào)傳給控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制棒便會(huì)12實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)在幾秒鐘內(nèi)迅速插入堆芯底部，使核反應(yīng)堆停堆。停堆后的核反應(yīng)堆逐漸冷卻，自然就不會(huì)發(fā)生爆炸了。[8]4.慢化劑和冷卻劑。其四，我們參觀了重水堆中活性區(qū)的慢化劑和冷卻劑。重水的化學(xué)性質(zhì)接近于輕水，但物理性質(zhì)有所不同，在中子吸收截面上相差較大。重水是由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氘原子組成的化合物(D（氘）是2（氫）的同位素。重水是很好的慢化劑，與輕水(H相比，它的熱中2子吸收截面約為輕水的1/700是很好的冷卻劑。但是作為核反應(yīng)堆的慢化劑和冷卻劑，重水的純度必須等于和大于。中子在重水慢化劑中的伴生吸收損失很小，因此重水堆能有效地利用天然鈾，可以從每噸天然鈾中獲取較多的能量。從重水堆中卸出的燃料燒得較透，乏燃料可以儲(chǔ)存起來(lái)，等到快中子增殖堆需要時(shí)再提取其中的钚，使燃料循環(huán)大大簡(jiǎn)化。重水堆中需要的天然鈾量最小，生成的钚一部分在堆內(nèi)參加裂變而燒掉，其余的包含在乏燃料中。重水堆單位能量的凈钚產(chǎn)量高于除了天然鈾石墨堆外的其他熱中子反應(yīng)堆，約為壓水堆的兩倍。重水堆的壓力管把重水冷卻劑和重水慢化劑分開。壓力管內(nèi)流過(guò)高溫高壓溫度約300℃，壓力約10MPa)盛裝慢化劑的大型臥式圓柱形容器稱為排管容器。排管容器設(shè)計(jì)成臥式的目的是便于設(shè)備布置及換料維修。排管容器中的慢化劑由一個(gè)慢化劑冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，帶走中子慢化過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。反應(yīng)堆的一回路系統(tǒng)分為左右兩個(gè)相同的環(huán)路，對(duì)稱布置每一個(gè)環(huán)路有兩臺(tái)蒸13實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)汽發(fā)生器和兩臺(tái)主泵并通過(guò)管道連接而成，每個(gè)環(huán)路帶出反應(yīng)堆一半熱量。冷卻劑的流程是：在左側(cè)主泵唧送下重水冷卻劑通過(guò)集流管分配到壓力管左側(cè)，從左邊流入壓力管，吸收燃料元件的裂變釋熱后從壓力管右邊流出，然后通過(guò)堆出口集流管進(jìn)入右側(cè)蒸汽發(fā)生器。在右側(cè)蒸汽發(fā)生器中將熱量傳遞給二回路的輕水，重水冷卻劑在右側(cè)蒸汽發(fā)生器流出后，在右側(cè)主泵的唧送下從右邊進(jìn)入另一組壓力管，在其中吸收燃料元件裂變的釋熱后從這些壓力管的左邊流出，經(jīng)堆出口集流管進(jìn)入左側(cè)蒸汽發(fā)生器。重水的價(jià)格很貴，因此對(duì)重水必須很好地管理，防止和盡量減少泄漏。氘在堆內(nèi)吸收了一個(gè)中子后生成放射性的氚。氚具有很強(qiáng)的放射性，氚化水和氚化蒸汽很容易隨著重水或污染的大氣進(jìn)入人體，散布在人體內(nèi)各處的水分中，使血液受到長(zhǎng)期的輻照。重水經(jīng)輻照產(chǎn)生氚的濃度隨燃耗而增加，從反應(yīng)堆系統(tǒng)中任何一個(gè)地方泄漏重水的液體或蒸汽都將會(huì)引起氚的泄出，這會(huì)對(duì)人體和周圍環(huán)境造成放射性損壞。因此對(duì)于有泄漏的房間要用閉合通風(fēng)系統(tǒng)使空氣通過(guò)干燥器，以回收漏出的重水蒸氣，回收的重水經(jīng)過(guò)再富集后送回系統(tǒng)復(fù)用。反應(yīng)堆堆芯因核燃料裂變產(chǎn)生巨大的熱能，由主泵泵入堆芯的水被加熱成327度、155壓水流經(jīng)蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳熱U型管，通過(guò)管壁將熱能傳遞給U型管外的二回路冷卻水，釋放熱量后又被主泵送回堆芯重新加熱再進(jìn)入蒸汽發(fā)生器。水這樣不斷地在密閉的回路內(nèi)循環(huán)，被稱為一回路。二回路系統(tǒng)的主要功用是將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的飽和蒸汽供汽輪發(fā)電機(jī)組做工，同時(shí)也提供蒸汽，為電站其它輔助設(shè)備使用。做完功的蒸汽在14實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)冷凝器中凝結(jié)成水，由凝結(jié)水系統(tǒng)將水打入蒸汽發(fā)生器。壓水堆核電廠常規(guī)島部分的二回路系統(tǒng)由一系列設(shè)備及系統(tǒng)組成，它與常規(guī)火力發(fā)電廠的相應(yīng)部分相似，主要是將核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芤约霸谕C(jī)或事故情況下，保證核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的冷卻。[10]5.外壓力殼。其五，我們參觀了重水堆中的外壓力殼。安置核反應(yīng)堆并承受其巨大運(yùn)行壓力的密閉容器，也稱反應(yīng)堆壓力殼。核電站所用的反應(yīng)堆力容器包容了反應(yīng)堆的活性區(qū)和其他必要設(shè)備，其結(jié)構(gòu)形式隨不同堆型而異。反應(yīng)堆壓力容器位于反應(yīng)堆廠房中心，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮一回路冷卻劑的高壓和高溫，主管道斷裂事故和地震等作用。由于壓力容器所容納的反應(yīng)堆本體放射性極強(qiáng)，故在材質(zhì)要求、制作、檢驗(yàn)及在役檢查等方面都比常規(guī)壓力容器要嚴(yán)格得多。[11]6.屏蔽層。最后，我們參觀了重水堆中的屏蔽層。反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，有大量的中子和γ射線向四周輻射；停止運(yùn)行時(shí)，裂變產(chǎn)物也向周圍放出γ射線。為了防止周圍的工作人員和公眾受到這些放射性輻射的危害，并防止臨近的結(jié)構(gòu)材料受到放射性輻射損傷，在堆外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須在反應(yīng)堆的四周設(shè)置屏蔽層。屏蔽層是核反應(yīng)堆的基本結(jié)構(gòu)組成部分力求造價(jià)便宜并節(jié)省空間。對(duì)γ射線屏蔽，通常選擇鋼、鉛、普通混凝土和重混凝土。鋼的強(qiáng)度最好，但價(jià)格較高；鉛的優(yōu)點(diǎn)是密度高，15實(shí)習(xí)報(bào)告核工程與核技術(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)因此鉛屏蔽厚度較??；混凝土比金屬便宜，但密度較小，因而屏蔽層厚度比其他的都大。來(lái)自反應(yīng)堆的γ射線強(qiáng)度很高，被屏蔽體吸收后會(huì)發(fā)熱，因此緊靠反應(yīng)堆的屏蔽層中常設(shè)有冷卻水管。某些反應(yīng)堆堆芯和壓力殼之間設(shè)有熱屏蔽，以減少中子引起壓力殼的輻照損傷和射線引起壓力殼發(fā)熱。中子屏蔽需用有較大中子俘獲截面元素的材料，因此在中子屏蔽外要有一層γ射線屏蔽。通常設(shè)計(jì)最外層屏蔽時(shí)應(yīng)將輻射減到人類允許劑量水平以下，常稱為生物屏蔽。核電站反應(yīng)堆最外層屏蔽一般選用普通混凝土或重混凝土。[12]在帶隊(duì)教師的講解下，我們了解了核反應(yīng)堆以及重水堆的工作原理，參觀了重水堆中活性區(qū)的核燃料、慢化劑、冷卻劑和控制棒以及重水堆