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核反应堆的工作原理(退役核潜艇的核反应堆,该怎么处理?)

100次浏览     发布时间:2024-12-13 08:10:57    

作为核反应堆燃料的铀-235,直径仅为1厘米的它,所释放的能量,相当于1000桶石油或者一吨煤。


铀-235

将它装备在潜艇上,动力方面可以说直接就高枕无忧了。可一艘核潜艇寿命在30~40年左右。

潜艇退役后,内部核反应堆怎么处理?

以美国退役核潜艇处理的基本流程为例。

初步拆解

确定退役的核潜艇会先在海军基地,拆除掉艇上所有的武器、机密部件等;

然后运到指定的造船厂进行下一步的拆解,在这期间反应堆会关闭至少90天左右,以便短暂的衰减放射性同位素

取出核反应堆

时间一过,取出反应堆内的乏燃料,包括核废料以及相关的放射性液体,剩下的核反应堆舱拆下密封,运送至偏僻的地方存放起来。

94号反应堆存放点

像美国的核反应堆主要存放在,汉福德区的94号反应堆存放点,这里地势开阔,人烟稀少;

Sayda Guba海湾

而俄罗斯的核反应堆部件,则是被送到位于北极圈以外摩尔曼斯克地区,赛达古巴村附近的Sayda Guba海湾储存起来,直至内部的放射性消散完全。

乏燃料

但在核潜艇上最具危险性的是使用过的核废料,又叫乏燃料,它的放射性物质在反应堆中占到99%以上

这些乏燃料又该怎么处理呢?

湿式储存

如今世界范围内普遍采用的是湿式储存,即将乏燃料放在水下的储存池中,利用水的冷却效果,将乏燃料残留的热量带走,并阻隔其内部存在的放射性。

储存池

从核反应堆中转移出来的乏燃料,要在储存池中待5年以上,之后才能再加工或者集中存储。

干式储存

而另一种处理办法则是干式储存,它用气体或空气代替水作冷却剂,用金属或混凝土做辐射屏障,充分冷却后的乏燃料,被放入金属屏蔽容器或罐体中;

干式储存屏蔽容器

容器内充入惰性气体并密封,随后放置在混凝土平台或混凝土桶中,进行辐射屏蔽。

与湿式储存相比,它能保证内部乏燃料至少100年内的安全。

最后核反应堆的工作原理是什么?

内部铀棒

在反应堆中有核燃料,这些燃料部件是由三百多根,内部装有铀块的锆合金管组成;

控制棒

其中有一束控制棒,上下运动控制着铀-235链式反应的强度和反应的起止;

核裂变产生热能,经冷却剂循环带出,进入蒸汽发生器,将热量再传递给水介质,然后变成蒸汽送去发电。

简单来说,就像锅炉烧开水一样。

核裂变

核燃料的能量巨大,1千克铀-235全部裂变放出的能量,相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量,并且使用周期长,像核潜艇里反应堆的核燃料使用寿命,一般可以连续使用10-15年。

核辐射下的惨状

但它的缺点也十分明显,如果处理不好,强烈的放射性,不仅毒性大、影响广泛,危害时间更能长达10万年之久。

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