純水壓水堆

A. 核動力反應堆由哪幾個主要部分構成

核反應堆，又稱原子反應堆或反應堆，是利用裝載的核燃料，維持和控制大規模鏈式裂變反應，並持續不斷地將裂變能量帶出做功，實現核能——熱能轉換的裝置。

核反應堆的結構形式是多種多樣的，根據燃料形式、冷卻劑種類、中子能量分布形式、特殊的設計需要等因素可建造成各類型的反應堆。根據燃料類型的不同，核反應堆可分為天然氣鈾堆、濃縮鈾堆和釷堆；根據用途的不同，可分為研究堆、生產堆和動力堆等幾種類型；根據冷卻劑（載熱劑）材料的不同，可分為水冷堆、氣冷堆、有機液冷堆和液態金屬冷堆；根據慢化劑（減速劑）的不同，可分為石墨堆、重水堆、壓水堆、沸水堆、有機堆、熔鹽堆和鈹堆等等。雖然核反應堆概念上可以有900多種設計，但目前能實際使用的非常有限。

在未來相當長一段時期內核能將成為人類能源產業的重要支柱，人們完全可以把核反應堆應用於和平事業。現在國際社會關注的朝核問題和伊朗核問題，實際上是冷戰對抗的延續，實質是政治問題，只有和平協商才是解決這一問題的唯一出路。
核反應堆內用以產生可控核裂變鏈式反應並保證安全運行的各類材料。除核燃料外，還包括冷卻劑、慢化劑、反射層材料、結構材料、控制材料和屏蔽材料等。核反應堆材料一般在高溫、腐蝕介質和輻照等特殊條件下工作，因此對它們的物理、化學和力學性能有嚴格要求。

冷卻劑 又稱載熱劑。其作用是將反應堆內因核裂變產生的熱量導出堆外，在均勻堆中還兼作流體燃料的載體。冷卻劑的特點是，具有良好的傳熱性和流動性，高沸點、低熔點、泵送功率低，對熱和輻射有良好的穩定性，在反應堆系統下不產生腐蝕，感生放射性低，中子俘獲截面小。常用的冷卻劑分氣體和液體兩類。氣體冷卻劑有二氧化碳和氦氣 。其優點是選擇工作壓強和溫度時，可以完全獨立地進行，因而能實現高溫低壓運行；缺點是泵送功率大。液體冷卻劑有輕水、重水和液態金屬。後者具有熱導率高、蒸氣壓低的特點 。快增 殖 堆常用 液態鈉 作冷 卻劑 。液態 鈉熔點 較低（98℃），熱導率高，但有一定腐蝕性，能使迴路管道因質量遷移而堵塞 。此外，鈉吸收中子後會產生強放射性24Na ，而且鈉很活潑，遇水即爆炸，故在設計熱交換器時要特別注意。

慢化劑 用於熱中子反應堆內，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。對慢化劑的要求是對中子有較高的散射截面和低的吸收截面。常用的慢化劑是輕水、重水和石墨。輕水是含氫物質，慢化能力大，價格低廉，但吸收截面較大，對金屬有腐蝕作用，易發生輻射分解。重水的吸收截面小，並可發生（ γ，n ）反應而為鏈式反應提供中子；缺點是價格昂貴，還要細心防止泄漏損失、污染和與氫化物發生同位素交換。石墨的吸收截面低於重水，但價格便宜，又是耐高溫材料，可用於非氧化氣氛的高溫堆中。此外，還可用碳氫化合物、鈹等作慢化劑材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可縮小堆芯尺寸，但鈹有劇毒 、價格昂貴、易產生輻照腫脹，故使用受到限制。

反射層材料 在反應堆活性區周圍用來散射從活性區泄漏出的中子，使其改變方向重新回到活性區。對反射層材料的要求與慢化劑相同，要求其散射截面要大，吸收截面要小。因此，好的慢化劑材料也是好的反射層材料。在快中子堆中，大部分裂變由高能中子引起，反射層材料由高質量數的緻密物質組成，以使被反向散射進堆芯的中子受到最小的慢化 。常用的反射層材料有輕水、重水、石墨、鈹、氧化鈹、氧化鋯等。

結構材料 包括燃料包殼、堆芯構件、反應堆容器、熱交換器和主迴路管道等所用的材料。其中對包殼材料的性能要求最嚴。熱中子堆的包殼材料一般使用鋁合金、鎂合金和鋯合金。快中子堆包殼材料范圍比較寬。鋁、鎂合金是較早使用的結構材料，由於其熔點低，只能用於低溫。鋯合金在高溫下強度好，在高溫純水中的耐腐蝕性接近不銹鋼，而其中子吸收截面卻 只有不銹鋼的 1／15，是目前水冷動力堆中廣泛使用的結構材料。奧氏體不銹鋼在高溫下的強度和抗腐蝕性能都很好，且價格比較便宜，也用作燃料元件包殼和其他結構材料。低合金鋼和碳鋼普遍用於製作核反應堆壓力容器。此外，可用作結構材料的還有鎳、鈦、鈮、釩等合金 。

控制材料 用於製作核反應堆控制棒的材料。控制棒在反應堆中起補償和調節中子反應性以及緊急停堆的作用。控制材料具有吸收截面大、散射截面小等特點。常用的控制材料有硼、鎘、鉿和某些稀土元素及其合金。硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量范圍較寬，一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料。鎘的熱中子吸收截面比硼高，但對超熱中子的吸收截面小，一般製成銀銦鎘合金用於水冷堆。鉿不僅對熱中子和超熱中子都有高的吸收截面，而且是長壽命的中子吸收體，特別適用於水冷堆。但鉿稀缺、昂貴，因而使用受到限制。

屏蔽材料 用於衰減反應堆芯中產生的各種射線的材料。反應堆產生的輻射中，危害最大的是穿透力大的中子和γ射線。屏蔽材料必須能夠衰減γ射線，並使快中子減速而被吸收。常用的屏蔽材料由含有重元素（如鉛）、輕元素（如水中的氫）以及中子吸收劑（如硼）的材料組成。加有重晶石或鐵礦石的混凝土也是常用的屏蔽材料。

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核反應堆材料
nuclear reactor materials
核反應堆內用以產生可控核裂變鏈式反應並保證安全運行的各類材料。除核燃料外,還包括冷卻劑、慢化劑、反射層材料、結構材料、控制材料及屏蔽材料等（見圖）。這些材料一般在高溫、腐蝕介質和輻照等特殊條件下工作，因此對它們的物理、化學和力學性能有嚴格的要求。

核燃料 核反應堆內可以實現自持核裂變鏈式反應的、包含易裂變核素(235U、239Pu、233U)的材料,它們在熱中子作用下能進行裂變。其中235U是天然的易裂變核素；239Pu和233U分別由238U和232Th俘獲中子而製得。238U和232Th稱為可轉換核素。鈾（包括233U、235U、238U）是目前普遍使用的核燃料。鈈(239Pu)在快中子堆中與238U組合可以有效地實現核燃料增殖，因而成為著重研究的核燃料之一。
慢化劑和反射層材料 慢化劑用於熱中子反應堆內，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。慢化劑要求對中子有高的散射截面和低的吸收截面，多為含有氫（氘）、碳和鈹等輕元素的材料。除水和重水外，石墨是最常用的慢化劑。石墨化程度高而各向同性的石墨，具有較好的輻照穩定性。此外，石墨也是重要的高溫結構材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可以縮小堆芯的尺寸。但鈹有劇毒，價格昂貴，使用受到限制。這些慢化劑也都可用作反射層材料。反射層可以減少中子漏失，使盡可能多的中子參與裂變反應。
冷卻劑 又稱載熱劑。其作用在於將反應堆內因核裂變產生的熱量導出堆外，在均勻堆中還兼作流體燃料的載體。冷卻劑必須具有良好的傳熱性和流動性。由於它流經堆芯,因此還要求具有較低的中子吸收截面、較好的輻照穩定性和化學穩定性以及對其他材料較低的腐蝕性。常用的冷卻劑除CO2、He等氣體以及水和重水外,還有液態金屬。這種金屬具有熱導率高和蒸氣壓低的特點。鈉是快中子堆中使用的冷卻劑。鈉的熔點較低（98℃），熱導率很高，但有一定的腐蝕性，能使迴路管道因質量遷移而堵塞。鈉吸收中子後會產生強放射性的24Na。此外，鈉很活潑，遇水即爆炸，在設計熱交換器時應特別注意。某些有機材料和熔鹽亦可用作冷卻劑。但有機物在輻照下很容易分解，現已很少使用。熔鹽（如氟鹽）因為輻照穩定性和化學穩定性都很好，可作為流體燃料的載體，正在進行研究。
結構材料 包括燃料包殼、堆芯構件、反應堆容器、熱交換器和主迴路管道等所用的材料。其中，對包殼材料的性能要求最嚴。熱中子堆的包殼材料一般使用鋁合金、鎂合金和鋯合金等；而快中子堆包殼材料的取材范圍要寬得多。
鋁合金和鎂合金是較早使用的結構材料，但它們的熔點較低，只能用於低溫。鋯合金在高溫下強度比鋁合金、鎂合金好,在高溫純水中的耐腐蝕性接近不銹鋼,而其中子吸收截面卻只有不銹鋼的1/15，因此成為目前水冷動力堆中廣泛使用的結構材料。一般多採用抗水腐蝕性能較好的Zr-2和Zr-4合金，它們可以適應高溫和深度燃耗的條件。
奧氏體不銹鋼在高溫下的強度和抗腐蝕性能都很好，且價格比較便宜，也用作燃料元件包殼和其他結構材料。低合金鋼和碳鋼普遍用於製作核反應堆壓力容器等。為了防止冷卻劑的腐蝕，可在容器內壁襯以不銹鋼覆面。此外，可作結構材料的還有鎳、鈦、鈮、釩等合金。
控制材料和屏蔽材料 常用的控制材料有硼、鎘、鉿和某些稀土元素(如釓)。硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量范圍較寬。一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料。鎘的熱中子吸收截面比硼高，但是對超熱中子的吸收截面小，一般製成銀銦鎘合金用於水冷堆。鉿不僅對熱中子和超熱中子都有高的吸收截面，而且是長壽命的中子吸收體，特別適於水冷堆。但鉿非常稀缺、昂貴，因而使用受到限制。
屏蔽材料必須能夠衰減γ射線，使快中子減速而被吸收。它可由某些含有重元素（如鉛）、輕元素（如水中的氫）以及中子吸收劑（如硼）的材料組成。加有重晶石或鐵礦石的混凝土也是常用的屏蔽材料。
各種類型的核反應堆所用的材料見表。

參考書目
（日）三島良績編著，張鳳林、郭豐守譯：《核燃料工藝學》，原子能出版社，北京,1981。（三島良績編著：《核燃料工學》，同文書院，東京，1972。）

[編輯]補充
核反應堆材料

nuclear reactor material

核反應堆內用以產生可控核裂變鏈式反應並保證安全運行的各類材料。除核燃料外，還包括冷卻劑、慢化劑、反射層材料、結構材料、控制材料和屏蔽材料等。核反應堆材料一般在高溫、腐蝕介質和輻照等特殊條件下工作，因此對它們的物理、化學和力學性能有嚴格要求。

冷卻劑 又稱載熱劑。其作用是將反應堆內因核裂變產生的熱量導出堆外，在均勻堆中還兼作流體燃料的載體。冷卻劑的特點是，具有良好的傳熱性和流動性，高沸點、低熔點、泵送功率低，對熱和輻射有良好的穩定性，在反應堆系統下不產生腐蝕，感生放射性低，中子俘獲截面小。常用的冷卻劑分氣體和液體兩類。氣體冷卻劑有二氧化碳和氦氣。其優點是選擇工作壓強和溫度時，可以完全獨立地進行，因而能實現高溫低壓運行；缺點是泵送功率大。液體冷卻劑有輕水、重水和液態金屬。後者具有熱導率高、蒸氣壓低的特點 。快增殖堆常用液態鈉作冷卻劑 。液態鈉熔點較低（98℃），熱導率高，但有一定腐蝕性，能使迴路管道因質量遷移而堵塞。此外，鈉吸收中子後會產生強放射性24Na，而且鈉很活潑，遇水即爆炸，故在設計熱交換器時要特別注意。

慢化劑 用於熱中子反應堆內，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。對慢化劑的要求是對中子有較高的散射截面和低的吸收截面。常用的慢化劑是輕水、重水和石墨。輕水是含氫物質，慢化能力大，價格低廉，但吸收截面較大，對金屬有腐蝕作用，易發生輻射分解。重水的吸收截面小，並可發生（γ，n）反應而為鏈式反應提供中子；缺點是價格昂貴，還要細心防止泄漏損失、污染和與氫化物發生同位素交換。石墨的吸收截面低於重水，但價格便宜，又是耐高溫材料，可用於非氧化氣氛的高溫堆中。此外，還可用碳氫化合物、鈹等作慢化劑材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可縮小堆芯尺寸，但鈹有劇毒、價格昂貴、易產生輻照腫脹，故使用受到限制。

反射層材料 在反應堆活性區周圍用來散射從活性區泄漏出的中子，使其改變方向重新回到活性區。對反射層材料的要求與慢化劑相同，要求其散射截面要大，吸收截面要小。因此，好的慢化劑材料也是好的反射層材料。在快中子堆中，大部分裂變由高能中子引起，反射層材料由高質量數的緻密物質組成，以使被反向散射進堆芯的中子受到最小的慢化。常用的反射層材料有輕水、重水、石墨、鈹、氧化鈹、氧化鋯等。

結構材料 包括燃料包殼、堆芯構件、反應堆容器、熱交換器和主迴路管道等所用的材料。其中對包殼材料的性能要求最嚴。熱中子堆的包殼材料一般使用鋁合金、鎂合金和鋯合金。快中子堆包殼材料范圍比較寬。鋁、鎂合金是較早使用的結構材料，由於其熔點低，只能用於低溫。鋯合金在高溫下強度好，在高溫純水中的耐腐蝕性接近不銹鋼，而其中子吸收截面卻只有不銹鋼的1／15，是目前水冷動力堆中廣泛使用的結構材料。奧氏體不銹鋼在高溫下的強度和抗腐蝕性能都很好，且價格比較便宜，也用作燃料元件包殼和其他結構材料。低合金鋼和碳鋼普遍用於製作核反應堆壓力容器。此外，可用作結構材料的還有鎳、鈦、鈮、釩等合金。

控制材料 用於製作核反應堆控制棒的材料。控制棒在反應堆中起補償和調節中子反應性以及緊急停堆的作用。控制材料具有吸收截面大、散射截面小等特點。常用的控制材料有硼、鎘、鉿和某些稀土元素及其合金。硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量范圍較寬，一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料。鎘的熱中子吸收截面比硼高，但對超熱中子的吸收截面小，一般製成銀銦鎘合金用於水冷堆。鉿不僅對熱中子和超熱中子都有高的吸收截面，而且是長壽命的中子吸收體，特別適用於水冷堆。但鉿稀缺、昂貴，因而使用受到限制。

屏蔽材料 用於衰減反應堆芯中產生的各種射線的材料。反應堆產生的輻射中，危害最大的是穿透力大的中子和γ射線。屏蔽材料必須能夠衰減γ射線，並使快中子減速而被吸收。常用的屏蔽材料由含有重元素（如鉛）、輕元素（如水中的氫）以及中子吸收劑（如硼）的材料組成。加有重晶石或鐵礦石的混凝土也是常用的屏蔽材料。

取自"http://www.wiki.cn/wiki/%E6%A0%B8%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%A0%86%E6%9D%90%E6%96%99"

B. 核動力航母的反應堆與核潛艇的反應堆有何區別

以核潛艇為例（水面核動力艦船的原理是一樣的）：
實際上，核能是不能直接驅動核潛艇的，須經過幾次能量轉換才能逐步實現。下面介紹常見的核潛艇「反應堆——蒸汽輪機」推進方式
：

核潛艇一般裝有1至2個核反應堆，核能產生於核反應堆中的鈾原子核裂變，當鈾原子核連續裂變時（即「鏈式核反應」），會產生巨大的熱能。核反應堆的作用就好比是我們都很熟悉的鍋爐，不過鍋爐里的水一般是用火加熱的，而核反應堆里的水是用核燃料「加熱」的，所以過去也把核反應堆俗稱為「原子鍋爐」。
潛艇核動力裝置是為核潛艇提供動力和電力的系統，由一迴路和二迴路組成，它們都是密閉的循環迴路。
一迴路由主冷卻劑系統和各種輔助系統組成，主冷卻劑系統包括核反應堆、主冷卻劑泵、蒸汽發生器、穩壓器等設備。一迴路里的高溫高壓純凈水被核燃料加熱後，由主冷卻劑泵推動，經蒸汽發生器把熱量傳導給二迴路的水，使之變為蒸汽（注意：一二迴路的水是不直接接觸的），然後一迴路里被冷卻的水再次返回核反應堆里，繼續把核燃料產生的熱量帶出來，並慢化中子參與鏈式核反應。所以一迴路里的水被稱為冷卻劑和慢化劑。核燃料釋放的熱量多少，是由控制棒來調節的。
二迴路里，前半部分流動的是被一迴路加熱後的蒸汽，後半部分流動的是被冷凝器冷卻後的水。一二迴路的交會處是蒸汽發生器，二迴路的水在蒸汽發生器里被加熱後變成飽和蒸汽，大部分用來驅動主汽輪機，經減速齒輪減速後帶動螺旋槳旋轉，提供潛艇的推進動力。潛艇速度的快慢取決於螺旋槳的轉速，而螺旋槳的轉速主要是靠調節二迴路蒸汽量的大小來實現的；還有一小部分蒸汽用來驅動汽輪發電機，提供潛艇上的輔機工作和全艇生活用電。做完功的蒸汽被稱為廢汽，廢氣被冷凝器中的海水冷卻後，又通過給水泵打回到蒸汽發生器里繼續加熱，產生新的蒸汽。
在主動力故障等特殊情況時，可啟用核潛艇的備用動力系統。備用動力不由核反應堆提供能源，也不啟動主汽輪機組，而由柴油直流發電機（通氣管狀態航行時）或蓄電池（水下航行時）提供直流電源，並通過直流推進電機驅動螺旋槳。蓄電池的電能也可以用來在海上重新啟動已經關閉的反應堆。

能量轉換過程如下：
首先由核反應堆中的核燃料進行核反應並產生極高的熱量（熱能）；這個熱量把核反應堆內密閉循環的純凈水「煮開」變成溫度很高的蒸汽，蒸汽通過特製的噴嘴形成速度極快的蒸汽流（動能）；蒸汽流推動潛艇主汽輪機的葉片運轉，汽輪機的運轉經過減速後帶動螺旋槳旋轉（機械能）；螺旋槳運轉時與海水的反作用力推動潛艇前進（動能）。能量轉換全過程大致為：核能→熱能→動能→機械能→動能。

C. 核反應堆是干什麼的

核反應堆，又稱原子反應堆或反應堆，是利用裝載的核燃料，維持和控制大規模鏈式裂變反應，並持續不斷地將裂變能量帶出做功，實現核能——熱能轉換的裝置。核反應堆的結構形式是多種多樣的，根據燃料形式、冷卻劑種類、中子能量分布形式、特殊的設計需要等因素可建造成各類型的反應堆。根據燃料類型的不同，核反應堆可分為天然氣鈾堆、濃縮鈾堆和釷堆；根據用途的不同，可分為研究堆、生產堆和動力堆等幾種類型；根據冷卻劑（載熱劑）材料的不同，可分為水冷堆、氣冷堆、有機液冷堆和液態金屬冷堆；根據慢化劑（減速劑）的不同，可分為石墨堆、重水堆、壓水堆、沸水堆、有機堆、熔鹽堆和鈹堆等等。雖然核反應堆概念上可以有900多種設計，但目前能實際使用的非常有限。在未來相當長一段時期內核能將成為人類能源產業的重要支柱，人們完全可以把核反應堆應用於和平事業。現在國際社會關注的朝核問題和伊朗核問題，實際上是冷戰對抗的延續，實質是政治問題，只有和平協商才是解決這一問題的唯一出路。核反應堆內用以產生可控核裂變鏈式反應並保證安全運行的各類材料。除核燃料外，還包括冷卻劑、慢化劑、反射層材料、結構材料、控制材料和屏蔽材料等。核反應堆材料一般在高溫、腐蝕介質和輻照等特殊條件下工作，因此對它們的物理、化學和力學性能有嚴格要求。冷卻劑又稱載熱劑。其作用是將反應堆內因核裂變產生的熱量導出堆外，在均勻堆中還兼作流體燃料的載體。冷卻劑的特點是，具有良好的傳熱性和流動性，高沸點、低熔點、泵送功率低，對熱和輻射有良好的穩定性，在反應堆系統下不產生腐蝕，感生放射性低，中子俘獲截面小。常用的冷卻劑分氣體和液體兩類。氣體冷卻劑有二氧化碳和氦氣。其優點是選擇工作壓強和溫度時，可以完全獨立地進行，因而能實現高溫低壓運行；缺點是泵送功率大。液體冷卻劑有輕水、重水和液態金屬。後者具有熱導率高、蒸氣壓低的特點。快增殖堆常用液態鈉作冷卻劑。液態鈉熔點較低（98℃），熱導率高，但有一定腐蝕性，能使迴路管道因質量遷移而堵塞。此外，鈉吸收中子後會產生強放射性24Na，而且鈉很活潑，遇水即爆炸，故在設計熱交換器時要特別注意。慢化劑用於熱中子反應堆內，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。對慢化劑的要求是對中子有較高的散射截面和低的吸收截面。常用的慢化劑是輕水、重水和石墨。輕水是含氫物質，慢化能力大，價格低廉，但吸收截面較大，對金屬有腐蝕作用，易發生輻射分解。重水的吸收截面小，並可發生（γ，n）反應而為鏈式反應提供中子；缺點是價格昂貴，還要細心防止泄漏損失、污染和與氫化物發生同位素交換。石墨的吸收截面低於重水，但價格便宜，又是耐高溫材料，可用於非氧化氣氛的高溫堆中。此外，還可用碳氫化合物、鈹等作慢化劑材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可縮小堆芯尺寸，但鈹有劇毒、價格昂貴、易產生輻照腫脹，故使用受到限制。反射層材料在反應堆活性區周圍用來散射從活性區泄漏出的中子，使其改變方向重新回到活性區。對反射層材料的要求與慢化劑相同，要求其散射截面要大，吸收截面要小。因此，好的慢化劑材料也是好的反射層材料。在快中子堆中，大部分裂變由高能中子引起，反射層材料由高質量數的緻密物質組成，以使被反向散射進堆芯的中子受到最小的慢化。常用的反射層材料有輕水、重水、石墨、鈹、氧化鈹、氧化鋯等。結構材料包括燃料包殼、堆芯構件、反應堆容器、熱交換器和主迴路管道等所用的材料。其中對包殼材料的性能要求最嚴。熱中子堆的包殼材料一般使用鋁合金、鎂合金和鋯合金。快中子堆包殼材料范圍比較寬。鋁、鎂合金是較早使用的結構材料，由於其熔點低，只能用於低溫。鋯合金在高溫下強度好，在高溫純水中的耐腐蝕性接近不銹鋼，而其中子吸收截面卻只有不銹鋼的1／15，是目前水冷動力堆中廣泛使用的結構材料。奧氏體不銹鋼在高溫下的強度和抗腐蝕性能都很好，且價格比較便宜，也用作燃料元件包殼和其他結構材料。低合金鋼和碳鋼普遍用於製作核反應堆壓力容器。此外，可用作結構材料的還有鎳、鈦、鈮、釩等合金。控制材料用於製作核反應堆控制棒的材料。控制棒在反應堆中起補償和調節中子反應性以及緊急停堆的作用。控制材料具有吸收截面大、散射截面小等特點。常用的控制材料有硼、鎘、鉿和某些稀土元素及其合金。硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量范圍較寬，一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料。鎘的熱中子吸收截面比硼高，但對超熱中子的吸收截面小，一般製成銀銦鎘合金用於水冷堆。鉿不僅對熱中子和超熱中子都有高的吸收截面，而且是長壽命的中子吸收體，特別適用於水冷堆。但鉿稀缺、昂貴，因而使用受到限制。屏蔽材料用於衰減反應堆芯中產生的各種射線的材料。反應堆產生的輻射中，危害最大的是穿透力大的中子和γ射線。屏蔽材料必須能夠衰減γ射線，並使快中子減速而被吸收。常用的屏蔽材料由含有重元素（如鉛）、輕元素（如水中的氫）以及中子吸收劑（如硼）的材料組成。加有重晶石或鐵礦石的混凝土也是常用的屏蔽材料。--------------------------------------------------------------------------------核反應堆材料nuclearreactormaterials核反應堆內用以產生可控核裂變鏈式反應並保證安全運行的各類材料。除核燃料外,還包括冷卻劑、慢化劑、反射層材料、結構材料、控制材料及屏蔽材料等（見圖）。這些材料一般在高溫、腐蝕介質和輻照等特殊條件下工作，因此對它們的物理、化學和力學性能有嚴格的要求。核燃料核反應堆內可以實現自持核裂變鏈式反應的、包含易裂變核素(235U、239Pu、233U)的材料,它們在熱中子作用下能進行裂變。其中235U是天然的易裂變核素；239Pu和233U分別由238U和232Th俘獲中子而製得。238U和232Th稱為可轉換核素。鈾（包括233U、235U、238U）是目前普遍使用的核燃料。鈈(239Pu)在快中子堆中與238U組合可以有效地實現核燃料增殖，因而成為著重研究的核燃料之一。慢化劑和反射層材料慢化劑用於熱中子反應堆內，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。慢化劑要求對中子有高的散射截面和低的吸收截面，多為含有氫（氘）、碳和鈹等輕元素的材料。除水和重水外，石墨是最常用的慢化劑。石墨化程度高而各向同性的石墨，具有較好的輻照穩定性。此外，石墨也是重要的高溫結構材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可以縮小堆芯的尺寸。但鈹有劇毒，價格昂貴，使用受到限制。這些慢化劑也都可用作反射層材料。反射層可以減少中子漏失，使盡可能多的中子參與裂變反應。冷卻劑又稱載熱劑。其作用在於將反應堆內因核裂變產生的熱量導出堆外，在均勻堆中還兼作流體燃料的載體。冷卻劑必須具有良好的傳熱性和流動性。由於它流經堆芯,因此還要求具有較低的中子吸收截面、較好的輻照穩定性和化學穩定性以及對其他材料較低的腐蝕性。常用的冷卻劑除CO2、He等氣體以及水和重水外,還有液態金屬。這種金屬具有熱導率高和蒸氣壓低的特點。鈉是快中子堆中使用的冷卻劑。鈉的熔點較低（98℃），熱導率很高，但有一定的腐蝕性，能使迴路管道因質量遷移而堵塞。鈉吸收中子後會產生強放射性的24Na。此外，鈉很活潑，遇水即爆炸，在設計熱交換器時應特別注意。某些有機材料和熔鹽亦可用作冷卻劑。但有機物在輻照下很容易分解，現已很少使用。熔鹽（如氟鹽）因為輻照穩定性和化學穩定性都很好，可作為流體燃料的載體，正在進行研究。結構材料包括燃料包殼、堆芯構件、反應堆容器、熱交換器和主迴路管道等所用的材料。其中，對包殼材料的性能要求最嚴。熱中子堆的包殼材料一般使用鋁合金、鎂合金和鋯合金等；而快中子堆包殼材料的取材范圍要寬得多。鋁合金和鎂合金是較早使用的結構材料，但它們的熔點較低，只能用於低溫。鋯合金在高溫下強度比鋁合金、鎂合金好,在高溫純水中的耐腐蝕性接近不銹鋼,而其中子吸收截面卻只有不銹鋼的1/15，因此成為目前水冷動力堆中廣泛使用的結構材料。一般多採用抗水腐蝕性能較好的Zr-2和Zr-4合金，它們可以適應高溫和深度燃耗的條件。奧氏體不銹鋼在高溫下的強度和抗腐蝕性能都很好，且價格比較便宜，也用作燃料元件包殼和其他結構材料。低合金鋼和碳鋼普遍用於製作核反應堆壓力容器等。為了防止冷卻劑的腐蝕，可在容器內壁襯以不銹鋼覆面。此外，可作結構材料的還有鎳、鈦、鈮、釩等合金。控制材料和屏蔽材料常用的控制材料有硼、鎘、鉿和某些稀土元素(如釓)。硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量范圍較寬。一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料。鎘的熱中子吸收截面比硼高，但是對超熱中子的吸收截面小，一般製成銀銦鎘合金用於水冷堆。鉿不僅對熱中子和超熱中子都有高的吸收截面，而且是長壽命的中子吸收體，特別適於水冷堆。但鉿非常稀缺、昂貴，因而使用受到限制。屏蔽材料必須能夠衰減γ射線，使快中子減速而被吸收。它可由某些含有重元素（如鉛）、輕元素（如水中的氫）以及中子吸收劑（如硼）的材料組成。加有重晶石或鐵礦石的混凝土也是常用的屏蔽材料。各種類型的核反應堆所用的材料見表。參考書目（日）三島良績編著，張鳳林、郭豐守譯：《核燃料工藝學》，原子能出版社，北京,1981。（三島良績編著：《核燃料工學》，同文書院，東京，1972。）[編輯]補充核反應堆材料nuclearreactormaterial核反應堆內用以產生可控核裂變鏈式反應並保證安全運行的各類材料。除核燃料外，還包括冷卻劑、慢化劑、反射層材料、結構材料、控制材料和屏蔽材料等。核反應堆材料一般在高溫、腐蝕介質和輻照等特殊條件下工作，因此對它們的物理、化學和力學性能有嚴格要求。冷卻劑又稱載熱劑。其作用是將反應堆內因核裂變產生的熱量導出堆外，在均勻堆中還兼作流體燃料的載體。冷卻劑的特點是，具有良好的傳熱性和流動性，高沸點、低熔點、泵送功率低，對熱和輻射有良好的穩定性，在反應堆系統下不產生腐蝕，感生放射性低，中子俘獲截面小。常用的冷卻劑分氣體和液體兩類。氣體冷卻劑有二氧化碳和氦氣。其優點是選擇工作壓強和溫度時，可以完全獨立地進行，因而能實現高溫低壓運行；缺點是泵送功率大。液體冷卻劑有輕水、重水和液態金屬。後者具有熱導率高、蒸氣壓低的特點。快增殖堆常用液態鈉作冷卻劑。液態鈉熔點較低（98℃），熱導率高，但有一定腐蝕性，能使迴路管道因質量遷移而堵塞。此外，鈉吸收中子後會產生強放射性24Na，而且鈉很活潑，遇水即爆炸，故在設計熱交換器時要特別注意。慢化劑用於熱中子反應堆內，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。對慢化劑的要求是對中子有較高的散射截面和低的吸收截面。常用的慢化劑是輕水、重水和石墨。輕水是含氫物質，慢化能力大，價格低廉，但吸收截面較大，對金屬有腐蝕作用，易發生輻射分解。重水的吸收截面小，並可發生（γ，n）反應而為鏈式反應提供中子；缺點是價格昂貴，還要細心防止泄漏損失、污染和與氫化物發生同位素交換。石墨的吸收截面低於重水，但價格便宜，又是耐高溫材料，可用於非氧化氣氛的高溫堆中。此外，還可用碳氫化合物、鈹等作慢化劑材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可縮小堆芯尺寸，但鈹有劇毒、價格昂貴、易產生輻照腫脹，故使用受到限制。反射層材料在反應堆活性區周圍用來散射從活性區泄漏出的中子，使其改變方向重新回到活性區。對反射層材料的要求與慢化劑相同，要求其散射截面要大，吸收截面要小。因此，好的慢化劑材料也是好的反射層材料。在快中子堆中，大部分裂變由高能中子引起，反射層材料由高質量數的緻密物質組成，以使被反向散射進堆芯的中子受到最小的慢化。常用的反射層材料有輕水、重水、石墨、鈹、氧化鈹、氧化鋯等。結構材料包括燃料包殼、堆芯構件、反應堆容器、熱交換器和主迴路管道等所用的材料。其中對包殼材料的性能要求最嚴。熱中子堆的包殼材料一般使用鋁合金、鎂合金和鋯合金。快中子堆包殼材料范圍比較寬。鋁、鎂合金是較早使用的結構材料，由於其熔點低，只能用於低溫。鋯合金在高溫下強度好，在高溫純水中的耐腐蝕性接近不銹鋼，而其中子吸收截面卻只有不銹鋼的1／15，是目前水冷動力堆中廣泛使用的結構材料。奧氏體不銹鋼在高溫下的強度和抗腐蝕性能都很好，且價格比較便宜，也用作燃料元件包殼和其他結構材料。低合金鋼和碳鋼普遍用於製作核反應堆壓力容器。此外，可用作結構材料的還有鎳、鈦、鈮、釩等合金。控制材料用於製作核反應堆控制棒的材料。控制棒在反應堆中起補償和調節中子反應性以及緊急停堆的作用。控制材料具有吸收截面大、散射截面小等特點。常用的控制材料有硼、鎘、鉿和某些稀土元素及其合金。硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量范圍較寬，一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料。鎘的熱中子吸收截面比硼高，但對超熱中子的吸收截面小，一般製成銀銦鎘合金用於水冷堆。鉿不僅對熱中子和超熱中子都有高的吸收截面，而且是長壽命的中子吸收體，特別適用於水冷堆。但鉿稀缺、昂貴，因而使用受到限制。屏蔽材料用於衰減反應堆芯中產生的各種射線的材料。反應堆產生的輻射中，危害最大的是穿透力大的中子和γ射線。屏蔽材料必須能夠衰減γ射線，並使快中子減速而被吸收。常用的屏蔽材料由含有重元素（如鉛）、輕元素（如水中的氫）以及中子吸收劑（如硼）的材料組成。加有重晶石或鐵礦石的混凝土也是常用的屏蔽材料。取自"/wiki/%E6%A0%B8%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%A0%86%E6%9D%90%E6%96%99"

D. 壓水反應堆的結構原理

壓水反應堆利用輕水（普通水H2O）作為冷卻劑和中子慢化劑。其冷卻系統由兩個循環迴路組成。一迴路連接著堆芯和二迴路中的蒸汽發生器，迴路內壓強保持在150個大氣壓左右，在此壓強下可將冷卻水加熱至約343℃而不沸騰。冷卻水在二迴路蒸汽發生器的傳熱管中將壓強約為70個大氣壓左右的二迴路水加熱至沸騰（溫度約260℃），形成的水蒸氣（過濾掉混雜的液態水後）再通過二迴路送至汽輪機，推動渦輪發動機運轉。在傳熱管中釋放了熱能的一迴路水以290℃左右的溫度迴流至堆芯，完成一迴路循環。從汽輪機流出的二迴路水經冷凝器凝結為液態水後，迴流至蒸汽發生器，完成二迴路循環。
反應堆堆芯位於壓力殼內，由排列為方形的燃料組件組成。燃料一般是富集程度在2%～4.4%的燒結二氧化鈾。
和沸水反應堆相比，壓水堆堆芯體積更小，堆芯的功率密度較大（大型壓水堆的堆芯功率密度可達100千瓦/升），壓水堆的發電效率約為33%；但由於堆芯中的工作壓力和溫度都較沸水堆高，因此對反應堆材料性能的要求也較沸水堆更高。
壓水堆是核潛艇使用最多的堆型，原理是：由核反應堆中的鈾—235核燃料進行鏈式核反應並產生高溫，高溫把核反應堆內密閉循環的純凈水「煮開」變為蒸汽後，經噴嘴加速變為蒸汽流推動汽輪機運轉。汽輪機的轉速經過減速齒輪減速後帶動螺旋槳。能量轉換全過程大致為：核能→熱能→機械能→動能。
核能產生於核反應堆中的鈾原子核裂變，當鈾原子核連續裂變時（稱「鏈式反應」），會產生巨大的熱能。核反應堆的作用就好比是我們都很熟悉的鍋爐，不過鍋爐里的水一般是用火加熱的，而核反應堆里的水是用核燃料「加熱」的，所以過去也把核反應堆俗稱為「原子鍋爐」。
核動力裝置通常由一迴路和二迴路組成，它們都是密閉的循環迴路。一迴路由主冷卻劑系統和各種輔助系統組成，主冷卻劑系統包括核反應堆、主冷卻劑泵、蒸汽發生器、穩壓器等設備。一迴路里的高溫高壓純凈水被核燃料加熱後，由主冷卻劑泵推動，經蒸汽發生器把熱量傳導給二迴路水，使之變為蒸汽，然後一迴路里被冷卻的水再次返回核反應堆里，繼續把核燃料產生的熱量帶出來，並慢化中子參與鏈式核反應。所以一迴路里的水被稱為冷卻劑和慢化劑。核燃料釋放的熱量多少，是由控制棒來調節的。
二迴路里，前半部分流動的是被一迴路加熱後的蒸汽，後半部分流動的是被冷凝器冷卻後的水。一二迴路的交會處是蒸汽發生器，二迴路的水在蒸汽發生器里被加熱後變成飽和蒸汽用來驅動汽輪發電機，提供電源。

E. 核動力航母的反應堆與核潛艇的反應堆有何區別

以核潛艇為例（水面核動力艦船的原理是一樣的）：
實際上，核能是不能直接驅動核潛艇的，須經過幾次能量轉換才能逐步實現。下面介紹常見的核潛艇「反應堆——蒸汽輪機」推進方式
：
核潛艇一般裝有1至2個核反應堆，核能產生於核反應堆中的鈾原子核裂變，當鈾原子核連續裂變時（即「鏈式核反應」），會產生巨大的熱能。核反應堆的作用就好比是我們都很熟悉的鍋爐，不過鍋爐里的水一般是用火加熱的，而核反應堆里的水是用核燃料「加熱」的，所以過去也把核反應堆俗稱為「原子鍋爐」。
潛艇核動力裝置是為核潛艇提供動力和電力的系統，由一迴路和二迴路組成，它們都是密閉的循環迴路。
一迴路由主冷卻劑系統和各種輔助系統組成，主冷卻劑系統包括核反應堆、主冷卻劑泵、蒸汽發生器、穩壓器等設備。一迴路里的高溫高壓純凈水被核燃料加熱後，由主冷卻劑泵推動，經蒸汽發生器把熱量傳導給二迴路的水，使之變為蒸汽（注意：一二迴路的水是不直接接觸的），然後一迴路里被冷卻的水再次返回核反應堆里，繼續把核燃料產生的熱量帶出來，並慢化中子參與鏈式核反應。所以一迴路里的水被稱為冷卻劑和慢化劑。核燃料釋放的熱量多少，是由控制棒來調節的。
二迴路里，前半部分流動的是被一迴路加熱後的蒸汽，後半部分流動的是被冷凝器冷卻後的水。一二迴路的交會處是蒸汽發生器，二迴路的水在蒸汽發生器里被加熱後變成飽和蒸汽，大部分用來驅動主汽輪機，經減速齒輪減速後帶動螺旋槳旋轉，提供潛艇的推進動力。潛艇速度的快慢取決於螺旋槳的轉速，而螺旋槳的轉速主要是靠調節二迴路蒸汽量的大小來實現的；還有一小部分蒸汽用來驅動汽輪發電機，提供潛艇上的輔機工作和全艇生活用電。做完功的蒸汽被稱為廢汽，廢氣被冷凝器中的海水冷卻後，又通過給水泵打回到蒸汽發生器里繼續加熱，產生新的蒸汽。
在主動力故障等特殊情況時，可啟用核潛艇的備用動力系統。備用動力不由核反應堆提供能源，也不啟動主汽輪機組，而由柴油直流發電機（通氣管狀態航行時）或蓄電池（水下航行時）提供直流電源，並通過直流推進電機驅動螺旋槳。蓄電池的電能也可以用來在海上重新啟動已經關閉的反應堆。
能量轉換過程如下：
首先由核反應堆中的核燃料進行核反應並產生極高的熱量（熱能）；這個熱量把核反應堆內密閉循環的純凈水「煮開」變成溫度很高的蒸汽，蒸汽通過特製的噴嘴形成速度極快的蒸汽流（動能）；蒸汽流推動潛艇主汽輪機的葉片運轉，汽輪機的運轉經過減速後帶動螺旋槳旋轉（機械能）；螺旋槳運轉時與海水的反作用力推動潛艇前進（動能）。能量轉換全過程大致為：核能→熱能→動能→機械能→動能。

F. 壓水反應堆怎樣運行

壓水堆是核潛艇使用最多的堆型，原理是：由核反應堆中的鈾—235核燃料進行鏈式核反應並產生高溫，高溫把核反應堆內密閉循環的純凈水「煮開」變為蒸汽後，經噴嘴加速變為蒸汽流推動汽輪機運轉。汽輪機的轉速經過減速齒輪減速後帶動螺旋槳。能量轉換全過程大致為：核能→熱能→機械能→動能。
核能產生於核反應堆中的鈾原子核裂變，當鈾原子核連續裂變時（稱「鏈式反應」），會產生巨大的熱能。核反應堆的作用就好比是我們都很熟悉的鍋爐，不過鍋爐里的水一般是用火加熱的，而核反應堆里的水是用核燃料「加熱」的，所以過去也把核反應堆俗稱為「原子鍋爐」。
核動力裝置通常由一迴路和二迴路組成，它們都是密閉的循環迴路。
一迴路由主冷卻劑系統和各種輔助系統組成，主冷卻劑系統包括核反應堆、主冷卻劑泵、蒸汽發生器、穩壓器等設備。一迴路里的高溫高壓純凈水被核燃料加熱後，由主冷卻劑泵推動，經蒸汽發生器把熱量傳導給二迴路水，使之變為蒸汽，然後一迴路里被冷卻的水再次返回核反應堆里，繼續把核燃料產生的熱量帶出來，並慢化中子參與鏈式核反應。所以一迴路里的水被稱為冷卻劑和慢化劑。核燃料釋放的熱量多少，是由控制棒來調節的。
二迴路里，前半部分流動的是被一迴路加熱後的蒸汽，後半部分流動的是被冷凝器冷卻後的水。一二迴路的交會處是蒸汽發生器，二迴路的水在蒸汽發生器里被加熱後變成飽和蒸汽用來驅動汽輪發電機，提供電源。

G. 核壓水反應堆工作原理

壓水堆是核潛艇使用最多的堆型，原理是：由核反應堆中的鈾—核燃料進行鏈式核反應並產生高溫，高溫把核反應堆內密閉循環的純凈水「煮開」變為蒸汽後，經噴嘴加速變為蒸汽流推動汽輪機運轉。汽輪機的轉速經過減速齒輪減速後帶動螺旋槳。能量轉換全過程大致為：核能→熱能→機械能→動能。
核能產生於核反應堆中的鈾原子核裂變，當鈾原子核連續裂變時（稱「鏈式反應」），會產生巨大的熱能。核反應堆的作用就好比是我們都很熟悉的鍋爐，不過鍋爐里的水一般是用火加熱的，而核反應堆里的水是用核燃料「加熱」的，所以過去也把核反應堆俗稱為「原子鍋爐」。
核動力裝置通常由一迴路和二迴路組成，它們都是密閉的循環迴路。
一迴路由主冷卻劑系統和各種輔助系統組成，主冷卻劑系統包括核反應堆、主冷卻劑泵、蒸汽發生器、穩壓器等設備。一迴路里的高溫高壓純凈水被核燃料加熱後，由主冷卻劑泵推動，經蒸汽發生器把熱量傳導給二迴路水，使之變為蒸汽，然後一迴路里被冷卻的水再次返回核反應堆里，繼續把核燃料產生的熱量帶出來，並慢化中子參與鏈式核反應。所以一迴路里的水被稱為冷卻劑和慢化劑。核燃料釋放的熱量多少，是由控制棒來調節的。
二迴路里，前半部分流動的是被一迴路加熱後的蒸汽，後半部分流動的是被冷凝器冷卻後的水。一二迴路的交會處是蒸汽發生器，二迴路的水在蒸汽發生器里被加熱後變成飽和蒸汽用來驅動汽輪發電機，提供電源。

H. 請詳細介紹一下核潛艇有哪幾種核反應堆，工作原理有什麼不同

目前核潛艇上的反應堆基本上都是壓水反應堆.
另有一種高溫氣冷堆，還在試驗中。
核潛艇的反應堆功率偏小，一般不會直接用到航母上。（法國戴高樂航母移植的核潛艇上的反應堆，結果問題多多，航母的最高航速只有27節，是世界上最慢的核動力航母，以至於它下一代航母可能要改用英國的燃氣輪機。）

具體介紹：
核燃料組件：他是核燃料進行鏈式反應的核心部件。一般製作成二氧化鈾，其中只有百分之幾的鈾235，而絕大部分是不直接參與核裂變的鈾238.二氧化鈾被燒結成圓柱形的小塊，裝入不銹鋼或鋯合金做的金屬管中，稱為燃料棒或燃料原件，然後把若干燃料棒有序的裝入金屬筒里組成燃料組件，最後把許多燃料組件垂直分布在核反應堆內

壓力容器 是核反應堆的外殼，用來盛裝核燃料及堆內部件，用高強度的優質合金鋼製造而成，可承受幾十兆帕的壓力。在壓力容器上有冷卻劑的進出口。

壓力容器的頂部封蓋，可用來安置和固定控制棒驅動機構，壓力容器頂蓋有半圓形的，平頂的。

頂蓋螺栓：用來連接、鎖緊壓力容器頂蓋，使之與筒體組成一個完全密封的容器。

吊籃：是一個大圓筒，因為它是倒掛在壓力容器里的，又像個籃子，因此稱為吊籃 。採用吊籃一方面是易於固定反應堆內的部件，另外可以一次整籃子吊裝核反應堆內的大部分部件，提高了裝卸速度和減少了對人員的輻射時間。

中子源：插在核反應堆里，可提供足夠的中子，是核燃料的點火器，達到啟動核反應堆和提升核功率的作用。中子源一般由鐳，釙，鈹，銻等製作。中子源和核反應堆裂變產生的中子都是快中子，不能引起鈾235的裂變，為了將其減速，需要在核反應堆中充滿減速劑----純凈水。

控制棒：具有很強的吸收中子的能力，由控制棒驅動機構帶動，可使控制棒在核反應堆內核燃料中上下移動，用來啟動、關閉核反應堆，並可維持、調節核反應堆功率。控制棒一般用鉿、銀、銦、鎘等金屬製作。它們能夠吸收中子，失去了中子核反應堆就無法燃燒，因此它能夠控制反應。開始時控制棒插在核反應堆中，將中子源的中子吸收，反應堆處於關閉狀態。如果要點燃核反應堆，開啟核反應堆或讓其火勢加強，只需將一部分控制棒從核反應堆中拔出來即可，反之。如果要降低功率（核反應堆極少關閉，很麻煩），則將其插得更深。插得越深，吸收中子越多，反應速率越慢。

控制棒驅動機構：他是核反應堆的操作系統和安全保護系統 的執行機構，它嚴格按照系統或操作員的要求驅動控制棒在核反應堆內做上下移動，對核反應堆的功率進行有效控制。在危機情況下，還可以快速吧控制棒完全插入核反應堆以達到緊急停堆的目的

上下支撐板：用來固定燃料組件。核反應堆內充滿了高溫高壓的純凈水(所以稱為壓水型核反應堆)，他一方面流經核反應堆的堆芯，冷卻核燃料，充當冷卻劑，另一方面積存在壓力容器里起到慢化中子的作用，充當慢化劑。冷卻劑由核反應堆入口進入順著壓力容器四周的內壁下行，然後從吊籃下端上行經過核燃料對其進行冷卻，最後從核反應堆出口流出

核反應堆一般都配置十幾個輔助系統，共同組成一迴路系統。

主冷卻劑系統：核反應堆最主要的輔助系統是主冷卻劑系統，它直接與核反應堆連接，在冷卻核反應堆的同時也 帶出熱量，並通過蒸汽發生器傳給二迴路製造蒸汽，該系統是一條完全封閉的循環迴路，主要設備除了核反應堆以外，還有冷卻劑泵和一些大閥門，由於這個系統是一迴路的大動脈，十分重要。

其他輔助系統基本都是從主冷卻劑系統引出的分支，不直接與核反應堆連接。

凈化系統：該系統可以連續取出一部分主冷卻劑中的冷卻水，通過離子交換等過濾手段，出去其中的雜質（包括可溶性和不可溶性的雜質），然後在輸送回冷卻劑系統，使核反應堆里的運行水質不斷得到凈化，始終保持純凈。凈化的目的有兩個，一是避免被污染的水對設備、管壁的腐蝕，減少設備故障，二是降低水中的放射性水平（因為水中有的金屬雜質流經核反應堆時會被活化，使金屬雜質本身也具有了放射性，致使核反應堆艙的放射性水平增高）。

水質監測取樣系統：該輔助系統用於在核反應堆整個運行期間及時的取出主冷卻劑系統的液體或氣體樣品進行水質分析、以便通過分析結果，監測裝置運行情況，指導運行操作，主要分析項目是固體不溶雜質、氯離子、酸度值、氧離子、裂變產物在水中的含量。

化學物添加系統：在正常情況下，用於向主冷卻劑系統添加聯氨 、氫氣、酸鹼控制劑 等，主要目的是除去和減少冷卻劑中的氧，抑制含氧過高的水對設備管壁的腐蝕（通常在高溫狀態下用氫氣除氧，低溫狀態下特別是在啟動核反應堆的過程中用添加聯氨除氧）；當核反應堆的控制棒因故卡死不能停堆時，通過該系統可以向核反應堆中注入中子吸收劑（如硼酸溶液），實施緊急停堆，以確保核潛艇的安全。

補水系統：一迴路在工作時裡面的水會減少，比如取樣分析用水、設備泄露、停堆過程因為熱脹冷縮冷卻水減少等。該系統的作用便是製造、貯存和及時補充符合一迴路用的高純水。主要工作流程是：從船上的水箱取水 經過冷卻器冷卻 在專門的過濾器里進行過濾凈化 由高壓泵注入迴路系統。

設備冷卻水系統：在一迴路中有一些設備在工作時會發熱，如電機繞組、機械軸承、傳動機構、壓縮機汽缸等，為防止其過熱燒壞，由該系統專門提供冷卻後的淡水對發熱部件進行不間斷的冷卻循環。該系統主要由設備冷卻水泵、熱交換器和輔助海水泵等組成

壓力安全系統:核反應堆主冷卻劑系統的壓力可能由於某種原因迅速變化，必須進行有效的控制。如果壓力過大，可能使一迴路的設備遭到破壞，所以當壓力值超過某個安全限值時，該系統的穩壓器會自動噴放低溫水進行降壓，如果降不下來就會自動打開泄壓閥進一步降壓。當壓力過低時，可能會使核反應堆內的水出現沸騰（氣壓越低，水的沸點越低），由於沸騰的水含有大量的不導熱的氣泡敷在核燃料棒的表面，影響核燃料的熱量導出。嚴重時會燒毀核燃料棒，造成堆芯融化事故，因此必須及時提高壓力。措施是開啟穩壓器中的電爐，加熱冷卻水。必要時也可以臨時啟動增壓泵。

余熱排出系統：核反應堆可能因事故緊急停堆，比如當主冷卻劑系統的蒸汽發生器中的熱交換管破損，就必須緊急關閉核反應堆，但是此時核反應堆內的裂變碎片還在繼續衰變，並會維持很長時間，同時可以產生相當多的衰變熱，這就需要通過余熱排出系統及時帶出這些熱量，以保證核反應堆和整個裝置的安全，即使在正常關閉核反應堆時也要啟動該系統，以加快核反應堆的冷卻速度。余熱排出系統是一個單獨的冷卻水迴路，該系統從主冷卻劑系統引出一部分海水冷卻器里冷卻後，再送回主冷卻劑系統。

安全注射系統：當一迴路的設備或管路發生較大的破損，冷卻水大量向系統外泄露（即失水事故）時，為了保證核反應堆不被燒壞，該系統強迫向核反應堆中注入大量低溫水以除去衰變熱。該系統的主要設備是高壓注射泵。

放射性廢物處理系統：主要用途是收集、貯存、排放來自一迴路的放射性廢水、廢氣、固體廢物。廢物的主要來源是一迴路中多餘的冷卻水或設備泄露水。設備去污沖洗及人員洗滌用水、過濾後的廢樹脂、被污染的工具和擦拭物等。該系統主要設備是廢水貯存箱，一般放在核反應堆艙的底部

去污系統：用於除去設備、閥門、管道和附件等表面的放射性沉積物

I. 核電站使用的反應堆有多種類型,其中什麼最為先進

快中子堆，因為它能實現裂變材料的增值。

壓水堆和沸水堆都屬於輕水堆，還內有一類叫做重水堆，這種是容早期的反應堆型，對濃縮鈾的純度要求高，其實世界上凡是想建重水堆的都是對核武器有企圖的。

例如，一座100萬千瓦的常規發電廠，一年需要燒掉300萬噸煤，平均每天需要一艘萬噸輪來運煤。而使用原子能發電，一年只需要30噸核燃料。

(9)純水壓水堆擴展閱讀：

核反應堆根據燃料類型分為天然鈾堆、濃縮鈾堆、釷堆；根據中子能量分為快中子堆和熱中子堆；根據冷卻劑(載熱劑)材料分為水冷堆、氣冷堆、有機液冷堆、液態金屬冷堆；根據慢化劑分 為石墨堆、水冷堆、有機堆、熔鹽堆、鈉冷堆；根據中子通量分為高通量堆和一般能量堆；

根據熱工狀態分為沸騰堆、非沸騰堆、壓水堆；根據運行方式分為脈沖堆和穩態堆，等等。核反應堆概念上可有900多種設計，但現實上非常有限。

J. 反應堆是什麼東西

反應堆的原理比較復雜，為了能使你聽懂，我用通俗的語言來講解。核反應堆的種類不下幾十種，我只以最常見的壓水堆為例講一講。

反應堆是指能維持和控制核裂變鏈式反應的裝置，因為第一個試驗反應堆確實是用石磨堆起來的，所以一直就叫「堆」。核潛艇上裝的核反應堆基本都是一個類型，叫做壓水型核反應堆，簡稱壓水堆。核反應堆里的核心部件是堆芯，由核燃料組成，核燃料被點燃後，就像鍋爐被點燃一樣可以發出很高的熱量，這些熱量又被利用來加熱水，把水變成蒸汽，蒸汽推動汽輪機旋轉進而帶動螺旋槳轉動，使潛艇前進。所以核反應堆又叫原子鍋爐，其作用與普通鍋爐是一樣的，都是提供熱源。

反應堆的結構比較簡單，主要由以下組成：

核燃料——它是進行核裂變鏈式反應的核心部件，一般製作成二氧化鈾（UO2），二氧化鈾中只含有百分之幾的鈾235可以進行裂變反應，而絕大部分是不直接參與核裂變的鈾238。我們就是用中子不斷來轟擊鈾235使之裂開，同時產生熱量。

壓力殼——核反應堆的外殼，用來盛裝核燃料及堆內部件，用高強度的優質鋼鍛造而成，可承受幾十兆帕（幾百個大氣壓）的壓力。

控制棒驅動機構——它是核反應堆的操作系統和安全保護系統的「前線」執行機構，嚴格按系統或操縱員的要求驅動控制棒在核反應堆內移動，對核反應堆功率進行有效控制。在危急情況下，可利用加速器快速把控制棒插入核反應堆內，達到緊急停堆的目的。控制棒具有很強的吸收中子的能力，用來啟動、關閉核反應堆，並可維持、調節核反應堆功率。控制棒一般用鉿（Hf）、銀（Ag）、銦（In）、鎘（Cd）等金屬製作。

中子源——提供中子，用來啟動核反應堆和提高功率
。
核反應堆內充滿了高溫高壓的純凈水，流經堆芯，把核裂變產生的熱量帶走。由於核反應堆內充滿了高壓的水作為核燃料的冷卻劑，所以叫壓水型核反應堆。