核裂變裝置很容易理解，因為它們的核心只是傳統的蒸汽發生器。通常有一個清潔的水循環被加熱到蒸汽，轉動渦輪機，并旋轉傳統的發電機。如果我告訴你通過燃燒煤，天然氣或其他燃料來加熱，這將描述一個典型的發電機 - 節省水力發電，它使用水壓來運行渦輪機。
在典型的核電站中，水被另一個蒸汽/水回路加熱。該主回路使用冷卻劑，該冷卻劑將變為放射性的并從核心吸收熱量。來自該冷卻劑的熱量用于在清水循環中產生蒸汽。有一些反應堆使用核心的熱量直接煮沸水，但這是不尋常的。還有一些其他不太常見的設計。例如，一種“增殖”反應堆類型，不僅使用相當于焊料(鉛和鉍)作為冷卻劑，而且還產生比其消耗更多的燃料。
為什么核心會變熱?鈾會偶爾分裂。如果你有足夠的鈾，很可能這些顆粒會撞擊其他鈾原子，導致它們分解。熱量來自放射性衰變過程，以及粒子碰撞引起的能量。此外，反應器將吸收一些引起加熱的伽馬輻射。
說到燃料，如果你想知道為什么核能與傳統發電廠相比如此有趣，你只需要看一磅燃料的能量輸出。理論上，1千克煤可以產生大約8千瓦時。1千克鈾-235的完全裂變可產生24,000,000千瓦時。那不是印刷錯誤。這是2400萬千瓦時!因此，鈾的產量比同等數量的煤產量高出約300萬倍。您可以點擊美國能源部的相鄰信息圖，了解這意味著什么。根據它，一個典型的核反應堆可以照亮大約1億個LED燈泡或替換300多萬個太陽能電池板。
規模經濟
典型的發電廠規模巨大，但這不是核反應堆的必要特征。畢竟，許多潛艇和船只使用反應堆，因此很明顯可以將它們放在不需要占地面積的地方。大型發電廠的原因是經濟而非技術。
首先，獲得工廠批準的成本是巨大的。所以你不妨一次做幾個。你也可以通過控制室獲得一些經濟效益，雖然其中一些在過去導致了麻煩。高度可靠的控制系統也不便宜。將固定成本除以一定數量的運行反應堆來控制成本是有意義的。
什么錯了?
當然，出現問題的原因是人們不喜歡核電存在一些問題，包括在燃料耗盡但仍具有放射性時如何處理燃料。然而，人們最擔心的問題是核心正在融化。問題是，隨著放射性衰變導致更多的衰變，它可能導致雪崩效應。因此，一個粒子將兩個粒子分開，然后分裂四個，直到很快，你有數百萬個粒子沒有盡頭。
所以你必須有一種方法來帶走正常的熱量，你還必須有辦法緩和原子反應。這可以通過引入不允許裂變的材料來或多或少地吸收一些飛來飛去的顆粒而不產生更多的顆粒來完成。水是一種常見的主持人。石墨和重水是其他一些選擇。通常，反應器具有引入或多或少的適度以維持特定溫度的方式。例如，石墨控制棒可能幾乎不在核心內，但后來降低以吸收更多的中子。將桿完全放入 - 可能是因為控制電力失效 - 可以完全阻止核反應。在桿不實用的較小反應器中，可以使用中子毒物 實現類似的效果。
通常，在沒有緩和的情況下，核心溫度將升高到非常高的溫度。雖然這似乎是一件好事，但這太好了。反應器中的設備只能承受一定的熱量。特別是，所有放射性物質通常都在收容所內，如果它融化，你手上就會發生災難。這基本上是在切爾諾貝利發生的事情，但該反應堆在反應堆的壓力容器周圍沒有安全殼結構。
福島有部分崩潰，三里島也有。通過遏制結構融化是可能發生的一件壞事，但也有其他問題。當燃料及其周圍材料熔化時，它們會形成氫氣，然后可以迅速爆炸。同樣，如果安全殼破裂，放射性物質可以擴散。
新規模
那么是什么讓NuScale反應器與眾不同呢?首先，它們體積小，含有足夠的燃料，可運行約兩年。如果您需要更多功率，我們的想法是將更小的反應堆安裝到位 - 最多12個。因為它們很小，所以它們大多可以在異地建造并運送到準備好的位置。這類似于預制房屋的想法，應該降低成本。
然而，與少數大型反應堆相比，控制許多較小的反應堆是昂貴的。NuScale稱反應堆被動冷卻，因此控制系統并不重要。可能發生熔化的典型方式是冷卻泵發生故障或斷電。溫度會迅速升高 - 在許多情況下，即使通過插入所有調節劑來淬火反應器，如果無法將其除去，熱量將繼續增加。
被動冷卻可以避開這種情況。根據NuScale的說法，如果關閉所有控制電子設備，被動水冷卻足以保證反應堆的安全。然而，批評者說，NuScale仍然需要遵守規則。NuScale表示，由于反應堆本質上是安全的，因此它們應該能夠放棄一些可能導致高成本的規則。
多么小?
小是一個相對的術語。每個模塊的高度為65英尺，直徑為9英尺，重量約為700噸，需要將其分為三部分運輸。安全殼建筑是76英尺乘15英尺。根據NuScale的說法，每個模塊可以使用輕水配置和一組約6英尺長的濃縮燃料棒產生60兆瓦。如果您輸入所有12個模塊，理論上可以從工廠獲得720兆瓦。
作為參考，在美國目前運行的98個反應堆中，最小的是在紐約，可產生582兆瓦。最大的是在亞利桑那州，有三個反應堆可以輸出近4,000兆瓦。世界上最大的公司位于日本，產量為8,000兆瓦。它使用7個反應堆，每個反應堆的總容量在1,100和1,356 MW之間 - 約為NuScale設備的20倍。
NuScale顯然已在愛達荷州國家實驗室建立試驗工廠。我們也聽說中國和俄羅斯有類似的設計。然而，有些人指出，自核電初期以來，小型反應堆就已經存在。陸軍和空軍放棄了小型反應堆。一旦放入南極洲有無數問題，需要清除近15,000公噸的污染土壤。海軍并不介意成本，因為反應堆允許它們具有運營優勢，但他們并沒有將它們用于經濟。
不過，很多技術都發生了變化。也許小型反應堆會在這個時候捕獲。安全嗎?我們不知道。該公司聲稱，如果你什么也不做，它將無限期地保持安全
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