核电站是如何工作的

Kat -现在我们已经听说了你自己家里的辐射，但是产生放射性的东西:核反应呢?本周早些时候，我们将裸体科学家Anna Lacey和金宝搏app最新下载Dave Ansell送到萨福克郡的Sizewell B核电站，这是英国19个核反应堆之一，目前提供了英国约3%的电力需求。他们穿着坚固的防护装备，去了解电站内部的情况以及它是如何工作的。

安娜:我已经设法通过了安检，现在我已经穿上了蓝色工装裤，戴上了漂亮的安全帽。但在我参观核电站之前，第一个问题应该是:什么是核能?在Sizewell核电站的情况下，这都是一个裂变反应。要做到这一点，你必须把像铀这样的原子的原子核分成两半，把它分成两半会释放出大量的能量。但为了更深入地了解它是如何工作的，我请来了戴夫。戴夫，我们怎么把一个原子一分为二呢?

戴夫:顾名思义，核能就是原子核。原子核是由两种粒子组成的:一种是带正电的质子，它们会强烈地相互排斥;另一种是不带任何电荷的中子，它们就呆在那里。中子和质子在强核力的作用下在很短的距离内相互吸引。这就像胶水一样把相邻的细胞粘在一起。这意味着一个非常大的原子核，比如铀，它是你能找到的自然中最重的原子核，有92个质子相互排斥。这几乎克服了胶水的吸引力。你所要做的就是给它更多的能量，通过在中间扔一个慢中子，给它足够的能量，把它分成两个，打破胶水连接。一旦它被打破，就会有两半的原子核，它们会强烈地相互排斥。它们飞开，释放出巨大的能量。幸运的是，它还会释放出两到三个中子，这些中子会飞出去，撞击另一个铀原子，铀原子会分裂，释放出其他的铀原子。 This gives you a chain reaction and you can release an immense amount of energy.

安娜:好的，谢谢你，戴夫。现在我们已经知道了原子分裂背后的一些科学原理，让我们和每天都在研究这类东西的人谈谈。我和科林·塔克在一起他是物理学家和核安全工程师，我想他是对的，是科林，在赛兹韦尔。科林，我们在这里看到的到底是什么?

科林:你站在反应堆建筑的外面，那是一个巨大的白色圆顶，人们在萨福克郡的海岸上走来走去时看到的。它有72米高，这让人们认为我们可能在这里有一个大反应堆;我们还没有。反应堆只有四米宽，就埋在那栋楼的地下室里。

安娜:那么我们所说的Sizewell B会产生什么样的能量呢?

科林:在那个只有4米宽的反应堆里，我们产生了35亿瓦的热量。所以在这么小的体积里大约有100万个电热水壶。我们用这些热量来加热水，大约每秒20吨水。我们把它加热到300摄氏度以上。我们这么做是为了什么?然后我们可以用这些水在更低的压力下加热更多的水，产生蒸汽，大约每秒2吨蒸汽。它从白色的大楼穿过这里进入涡轮大厅在那里它以每分钟3000次的速度旋转我们的涡轮机。涡轮机的后端是发电机，这就是我们在这里的目的。核电站的存在是为了发电，这就是我们日复一日的工作。

安娜:听起来太棒了。我们能去看看吗?

科林:我们当然可以去看看涡轮大厅。

安娜:我们现在在涡轮大厅，你可能也听到了，这里非常嘈杂。我们有一个巨大的开放式建筑，边缘有很多金属地板，我就站在其中一个地板上。中间是一系列的涡轮机，这就是科林说的。蒸汽进入这里，带动涡轮机发电。但是我们不能在这里说话，所以我们现在要出去把耳塞拿出来……好了，科林，我们现在在涡轮大厅外面因为太吵了，不能在里面跟你说话。这和燃煤电厂有什么不同呢?有区别吗?

科林:这和燃煤电厂没什么区别。蒸汽条件有一点不同，涡轮机的一些部件也有一点不同，但是如果你走进像德拉克斯这样的燃煤发电站，你会看到一排涡轮机，就像这样。

安娜:所以唯一的区别是你在开始的时候投入了什么。是煤还是铀?

科林:当然。我们只是用铀作为热源。这就是它存在的全部意义。

安娜:所以你一直都在泵入铀燃料吗?可以这么说，你是不是总是要不断地给涡轮机加气?

Colin:不，我们每18个月用新燃料替换大约三分之一的燃料。所以我们在Sizewell B连续运行了16个半月全天24小时全功率运行。最后我们关闭了它，做了很多维护，测试和检查，我们更换了大约三分之一的燃料。

安娜:那么我想下一个问题是我们将如何处理所有的废物，这是一个很多人非常非常关心的问题。我们请来了另一个人，马特·伦恩。马特，你能告诉我，你在赛兹维尔做什么吗?

马特:我的工作是就电离辐射使用的安全性向管理层提出建议，同时也就环境保护提出建议。

安娜:听起来你就是我们需要的人，来确保我们的安全。我想我们现在要出发了，看看废物会发生什么，它们都去了哪里。

马特-我们现在在乏燃料建筑里，就在反应堆建筑旁边，你在这里看到的是一个很深的水池，大约有一个五人足球场那么大。大约有14米深，在那个池子里我们有用过的燃料。

安娜:你刚才提到了乏燃料。什么是乏燃料?

马特:乏燃料基本上是一个燃料组件，我们已经燃烧了一定比例的燃料。然而，我们不能燃烧剩下的，因为裂变产物毒物的积累。在裂变过程中，铀分裂成大约两半，它们被称为裂变产物。然而，这些裂变产物实际上比铀本身更容易吸收中子，因此，核反应就会消失。实际上，96%的实际可用燃料实际上是未燃烧的。

安娜:好吧，我们剩下的燃料都在一个大水池里。你们为什么要把放射性废料储存在水下?

马特:燃料内部的裂变产物会释放出强烈的辐射，而水是一个很好的屏障，它很便宜，也有冷却效果。

安娜:那么水是如何保护你免受辐射的呢?

基本上伽马射线只是被水分子反射，最终在水中消散能量。

安娜:那之后你打算怎么处理它?

马特:不像以前的电站，我们的乏燃料被设计成储存在水下，我们可以把它储存在这里，直到电站的使用寿命结束，这就是目前的策略。长期处理它的选择要么像我们在塞拉菲尔德做的那样再处理，要么把燃料埋在地下深处的桶里。不幸的是，英国目前还没有一个乏燃料的最终储存库。因此，我们将继续将其储存在水下或最终储存在地面上的特殊桶中。

安娜:我们的核电站之旅已经结束了。非常感谢Matt和Colin带我们参观并带我们通过安检。但是科林，最后，我们现在站在国家电网大楼旁边，这是所有来自发电站的电力供应给我们家庭的地方。你认为核能在将来会对我们的电力需求做出很大的贡献吗?

科林:当然。目前，我们生产的电力约占英国总用电量的20%。就我们大规模生产的产品而言，我们是一个非常非常低的碳排放国。当这些发电站老化时，我们该怎么办?我们要用别的东西来代替它们。如此大规模地用可再生能源取代它们将会破坏景观。我们需要一些可再生能源和核能。这是一个非常令人兴奋的行业，因为现在每个人都在认真地重新审视新的构建，我相信在几年的时间里，我们会看到更多这样的构建。