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核是什么(核时是什么)

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上一期，我们一起学习了核聚变及其未来 。我提到了核能的工作原理，所以在这一期中，我们将了解更多关于核能是如何工作的 。
事不宜迟，我们先来系统的看一下:如何将核能转化为可用的能源？
在发电站，涡轮机通过电磁感应旋转转子来发电 。
在核电站中，核裂变反应释放的能量被用来驱动这些涡轮机 。
核电厂部件:
反应器和发电机不同部分的功能总结如下:
铀燃料棒:原子核在受控链式反应中被中子分裂，释放出大量能量 。释放的能量加热流经反应堆堆芯的冷气体 。
硼控制棒:硼控制棒吸收中子 。当燃料棒下降到反应堆堆芯吸收一些中子时，裂变反应的速率就会降低 。
石墨:用作减速剂来减缓裂变产生的快速中子 。较慢的中子更容易被铀原子核俘获 。
混凝土屏蔽:防止反应堆堆芯辐射泄漏 。
和线圈磁铁:磁铁由涡轮带动旋转 。电是由电磁感应产生的 。
核反应堆:裂变燃料的受控核裂变，如核反应堆 。
热交换器:非常热的气体产生的热能用来将水燃烧成蒸汽 。与反应器热交换器相连 。在这里，反应堆中产生的热量通过螺旋管循环冷却剂传递给水 。水被转化成蒸汽 。冷却剂被抽回反应堆 。
汽轮机:汽轮机靠蒸汽流在高压下旋转 。热交换器中产生的蒸汽用于运行汽轮机 。废蒸汽作为热水被送回热交换器 。
发电机:汽轮机的轴与发电机相连 。产生的电被送去传输 。
好了，就这样 。让我们深入研究一下重要的部分:
什么是原子能？
我们可以想象一个高层建筑储存能量势能 。你必须试着把砖块和其他建筑材料从地上抬到正确的位置 。只要它们停留在你正确放置它们的地方，它们就可以无限期地储存能量 。但是一个不稳固的建筑迟早会倒塌 。当它坍塌时，用于建造它的材料将落回地面，释放出储存的热量、声音和动能 。
原子(物质的成分)就是这样 。有些大原子很稳定，它们很乐意留下来，因为它们几乎永远存在 。但其他原子以不稳定的形式存在，这被称为放射性同位素 。它们相当于摇摇欲坠的不稳定建筑的原子等价物:迟早，它们肯定会倒塌，裂成碎片，并在途中释放能量 。当一个大原子分裂成一个或多个小原子，在这个过程中释放出其他粒子和能量，我们称之为核裂变 。这是因为原子(原子核)的中心部分是分裂的部分，裂变是分裂的另一种说法 。核裂变可以自发发生，在这种情况下我们称之为放射性衰变(不稳定的放射性同位素转化为不具有放射性的稳定原子) 。也可以按需完成，这就是我们从核电站的原子中获取能量的方式 。这种裂变叫做核反应 。
那么一个原子能产生多少能量呢？数量惊人！
我们先来看这个等式e = MC 。
e是能量，M是质量，C是光速 。爱因斯坦的方程式表明，你可以将微小的质量转化为巨大的能量 。为什么这么说？数学上，C是一个非常巨大的数字(300000000)，所以C更大:9000000000000 。这是你从一千克的质量得到的焦耳数(能量的标准度量) 。理论上，如果你能将约70亿个氢原子完全转化为能量，你将获得约1焦耳(相当于10瓦灯泡在十分之一秒内消耗的能量) 。然而，这些只是粗略的估计 。我们真正需要注意的是:既然一个很小的物质里有几十亿个原子，那么一个很小的物质应该有可能产生很大的能量 。这是核能背后的基本理念 。
实际上，核电站不是通过完全消除原子来工作的；相反，他们将非常大的原子分裂成更小、结合更紧密、更稳定的原子 。在这个过程中释放出我们可以利用的能量 。根据能量守恒定律的基本物理规则，核裂变反应中释放的能量等于原原子的总质量(以及将它结合在一起的所有能量)减去它分裂成的原子的总质量(以及将它们结合在一起的所有能量) 。
什么是连锁反应？
如果我们把许多原子一个一个分开会怎么样？理论上，它们可以释放大量能量 。如果分解数十亿个原子听起来像是一个大工程(就像分解数十亿个鸡蛋来做一个煎蛋)，那么有一种更方便的东西可以帮助我们:一些放射性同位素将在所谓的链式反应中继续自动分裂，产生我们想用多久就用多久的能量 。
假设我们拿一个很重的原子，一个稳定的铀，叫做铀235 。它的每个原子都有一个由92个质子和143个中子组成的原子核 。向铀235发射一个中子，你会把它变成铀236:同一原子(铀的放射性同位素)的不稳定版本，有92个质子和144个中子(记住，现在我们已经在反应堆中发射了一个) 。铀-236太不稳定，不能长时间停留，所以分裂成两个更小的原子，钡和氪，释放出相当大的能量，同时放出三个备用中子 。


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