它听起来不像灾难性的
使用术语“临界性”可能看起来违反直觉来描述正常状态。 按照日常用语,这个词经常描述可能发生灾难的情况。 尽管如此,在核电领域,“关键性”表明反应堆安全运行。
临界性是一个平衡的状态
核反应堆使用铀燃料棒 - 细长的含有可裂变材料颗粒的锆金属管 - 通过裂变产生能量。 裂变是分裂铀原子核以释放中子的过程,而中子又分裂更多的原子,释放更多的中子。 临界性意味着反应堆正在控制持续的裂变链式反应,其中每个裂变事件释放足够数量的中子以维持正在进行的一系列反应。
在关键性的平衡状态下,核反应堆内的燃料棒正在产生和失去恒定数量的中子,核能系统稳定。
裂变以非常高的热量和辐射形式产生大量的能量。 这就是为什么反应堆安置在密封在厚金属钢筋混凝土穹顶下的结构中的原因。 发电厂利用这种能量和热量产生蒸汽来驱动发电的发电机。
控制关键性
当反应堆启动时, 中子的数量以受控的方式缓慢增加。 反应堆堆芯中的中子吸收控制棒用于校准中子的产生。 控制棒由中子吸收元素如镉,硼或铪制成。
杆越深入反应堆堆芯,杆吸收的中子越多,裂变发生越少。 根据是否需要更多或更少的裂变,中子产生和功率,技术人员将控制棒拉入或降低到反应堆堆芯中。
如果发生故障,技术人员可以远程将控制棒插入反应堆堆芯,快速吸收中子并关闭核反应 。
什么是超临界?
在启动时,核反应堆短暂进入产生更多中子的状态。 这种情况被称为“超临界”状态,它可以使中子的数量增加,产生更多的能量。 当达到预期的发电量时,进行调整以使反应堆处于维持中子平衡和发电的临界状态。 有时,例如维护停机或加油,反应堆处于“亚临界”状态,以致中子和发电量减少。
远离其名称所提出的令人担忧的状态,临界性是核电厂产生持续稳定的能量流的理想和必要的状态。