首页 > 能源 > 核能 > 正文

新中微子探测可提高核电站安全性

文章来源:
字体:
发布时间:2020-09-18 11:21:42

新中微子探测可提高核电站安全性



       火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电,而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。


  核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫"反应堆"的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。


  另外,原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气,推动气轮机发电。


  由此可知,核反应堆最基本的组成是裂变原子核+热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为,高速中子会大量飞散,这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会;核反应堆要依人的意愿决定工作状态,这就要有控制设施;铀及裂变产物都有强放射性,会对人造成伤害,因此必须有可靠的防护措施。


  近日,小编了解到,俄罗斯国立核能研究大学“莫斯科工程物理学院”,运用中微子相干弹性散射效应进行了一系列监控核反应堆运行状况的试验,有望将核反应堆远程控制的精确度提高近1000倍。该项研究得到了俄罗斯国家原子能集团公司的资助。


  中微子探测器是观测中微子的实验设备。 由于中微子只参与弱相互作用,一般探测器需要建造得够大,以接收到足够数量的中微子讯号。 中微子探测器一般会选择建造在地底深处,以屏蔽宇宙射线以及其它背景辐射。


  另外,监控核反应堆运行的方法之一是分析中微子辐射,这有助于防止可用于制造非法核武器的核燃料失窃。中微子是在核反应中大量形成的实验粒子,它们可以轻易穿越核电站的保护层。因此,为了阻止核反应堆中的中微子外泄,需要厚度足够的“铅墙”。通过分析中微子辐射,科研人员可以掌握核反应产生的同位素成分,以及反应堆活性区域中心内所发生的现象。通常情况下对中微子辐射的分析是远程进行的,以避免人们妨碍受到怀疑的核电站的运行。俄罗斯科研人员运用中微子相干弹性散射效应研发出全新的双相发射探测器,完善了中微子探测法,有助于把核反应堆远程控制的精确度提高近1000倍。