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第6章 核反应堆的秘密

提起核反应堆,也许有人会问:既然它是一种核反应装置,为什么不叫“装置”而叫“堆”呢?要揭穿这个秘密,我们来说一段故事。

原子能的实际试验,是在美国进行的。那是在1942年,当时欧洲正处于第二次世界大战中,许多原子科学家都集中到了美国。这一年12月,流亡到美国的意大利科学家恩里柯·费米等人,在美国芝加哥大学操场的地下,建造了世界上第一个原子核裂变反应装置。由于实验极为保密,工作人员一律不许对外讲出自己的工作情况,所以外界一般人是不知道这里的秘密的。

这个反应装置是由铀和石墨一层隔一层堆积而成的,共有57层,组成一个“堆”。这个“堆”极其庞大,据说光是使用的石墨,就够为当时全球每个人做一支铅笔。

当时的工作人员为了保密,在对外联系时,不能暴露真相。在打电报时,就只用一个简单的词“Pile”来代表实验装置,这个词的意思就是“堆”。后来,原子核裂变反应装置为世人所知,已经不成为秘密了,但是那个代号“堆”却沿用了下来,成为反应装置的正式名称。

有了反应堆,就可以控制原子核裂变反应的速度,使核能得到和平应用,如发电等。

现在反应堆的种类很多,有压水堆、天然铀石墨气冷堆等等,一般核电站用的是压水堆。压水堆就是加压水型反应堆。在这种反应堆里,装有核燃料,如铀235等。为了控制反应速度,反应堆里还装有许多组控制棒。控制棒一般都是用能吸收中子的材料制成,如银铟镉合金、硼钠等。核燃料在反应堆中排成有规则的堆芯,放在一种坚固的钢容器里。控制棒由电动机驱动,根据需要来控制中子的多少,从而掌握裂变反应的速度。反应堆在裂变反应时会产生巨大的热量,这些热量可以用高压水带走。

在核电站里,反应堆是关键性装置。为了将原子核裂变的能量用来发电,还得有一套完整的设备。它除反应堆外,还有蒸发器、汽轮机和发电机等。此外,还有蒸汽和水的管路等。

在用压水堆作反应堆的核电站里,总共有两套管道回路。第一套回路是通过主泵输入高压水,水进入反应堆后,被裂变反应的热能加温,高温水经稳压器进入蒸发器中,将第二套回路里的水加温,变成蒸汽。蒸汽进入汽轮机,带动汽轮机,汽轮机带动发电机发电。从汽轮机出来的蒸汽还可以通过冷凝器和泵,进入蒸发器中再次利用。从蒸发器中出来的另一部高压水还可以返回到反应堆中。

也许有人会担心,原子能发电站安全吗?它不会像原子弹那样爆炸吧?这种担心是多余的。首先,原子能发电站和原子弹虽然都是利用原子核释放的能量工作的,但它们的工作原理和过程是不同的。原子弹的能量释放速度不能控制,在瞬间进行;而原子能发电站的能量可以通过控制棒控制,按需要慢慢释放。可见,原子能发电站决不会爆炸。此外,原子能发电站还有多种保护措施。核燃料是放在坚固的钢容器里,反应堆又装在用金属制作的耐压容器中,而且埋在地下很深的地方。周围又用水泥等材料,把它严密地封锁起来。即使万一有原子辐射线泄漏,严密的封锁线也会把它们封锁在地下,不致泄漏到外面。

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