核能发电是如何工作的?

核能发电利用核反应堆中的核裂变过程来产生热能,然后将其转化为电力。具体来说,核反应堆中的燃料棒内含有可裂变的核素(如铀-235),当其中一个核子被中子撞击时,它会不稳定地分裂成两个轻核并释放出大量的热能和中子。这些释放出的中子又会撞击周围的燃料棒并引起更多的裂变,形成连锁反应。通过控制反应堆中的中子流量、温度和燃料棒的布局等参数,可以控制这个反应过程的速率。

燃料棒中的热能通过冷却剂(通常是水)来传递到蒸汽发生器中,将水加热成为高温高压的蒸汽。蒸汽驱动涡轮机旋转,涡轮机则带动发电机转动,将机械能转化为电能输出到电网中。在此过程中,冷却剂被循环利用,在发电过程中不断被加热和冷却以维持核反应堆的工作温度和压力。

需要注意的是,核能发电存在较高的安全风险和核废料处理难题。因此,在设计、建设和运营核反应堆时需要进行严格的安全措施和监管,并采取适当的核废料处置策略来减少对环境的影响。