大家好，今天和大家聊一聊核电站的工作原理
电，已经成为了人们日常生活中所必需的能源，目前常见的发电形式主要分为四种，分别是火力发电、水力发电、风力发电与核能发电，在这四种发电形式中，当属核能发电效率最高，不过由于核能发电主要是应用的是核能，很多人一提到核能就想到放射性、想到原子弹，谈虎色变，所以导致很多人并不了解核能发电是怎么回事，这里就和大家具体的讲解一下。
核能发电主要是应用核裂变原理，核裂变是核能的一种形式，除了核裂变之外，还有核聚变和正反物质湮灭。
核裂变原理在核电站中，通常使用的核燃料是铀235，用一个中子去轰击一个铀235的原子核，中子会将铀235的原子核撞成两瓣，变成钡原子核、氪原子核，还有3个中子。
新生成的3个中子还会继续轰击三个铀235原子核，形成3个钡原子核、氪原子核，还有9个中子，9个中子还会继续轰击原子核，循此往复，进而形成链式反应，将核裂变无限继续下去。
铀235核裂变方程式：U235 中子=钡138 氪95 3个中子
不过这里需要注意的是，核裂变反应前的总质量是要大于反应后总质量的
也就是说：U235 中子总质量＞钡138 氪95 3个中子总质量
但是这并不违背质量守恒定律，因为根据爱因斯坦的质能方程 E=mc²，质量与能量是可以相互转化的，反应后所减少的质量是以能量的形式被释放出去了，因为质量的减少量乘以光速的平方，等于所释放的能量，所以虽然反应后减少的质量微乎其微，却仍然能释放出惊人的能量。
核电站原理大家都知道原子弹就是通过核裂变原理制造的，1945年，美国在长崎投放的一颗原子弹就震惊了世界，人们难以置信小小的原子弹竟然可以释放出足以将整个城市毁灭的恐怖能量，但人类能够利用核能制造武器，并不代表可以利用核能进行发电。
因为武器是不需要控制的，完全可以将爆发的核能发挥到它最大的威力，让他尽情的去破坏，但是利用核能发电，造福人类，就要求必须能够精准的控制核裂变的规模、速度、启动与停止等等，核裂变反应如此剧烈，我们真的有办法控制这种巨大的能量吗？
实际上是可以的，因为中子轰击原子核是核裂变的开始，所以想要控制核裂变，关键就要于控制中子
核电站如何发电核电站的发电原理很简单，因为核能无法直接转化成电能，所以核能发电的关键是利用核裂变的高温来加热水，然后将加热的水导入蒸汽机中获得动能，最后发电机获得动能，进行发电。
核电站核心装置其实核电站的核心装置很简单，最常见的就是RBMK（石墨沸水堆），它有点类似于一个水的循环系统，利用一个大型的涡轮装置保证水能够循环，在这个循环系统的中间有一个燃料棒，燃料棒是沉浸在水管之中的，燃料棒里就是核反应的原料铀235。
石墨沸水堆中的水有两个作用，第一个作用就是冷却作用，降低核反应推的温度，避免温度过高发生爆炸，第二个作用就是从燃料棒中带走热量，水通过正在进行核反应的燃烧棒后就会被加热成滚烫的沸水或者是蒸汽，这样就可以利用蒸汽机进行发电了。
之所以将这种装置称为石墨沸水堆，只因为在燃料棒和水的外围油一层石墨，石墨的作用是什么呢？
其实很简单，当燃料棒发生核反应时，由于反应的过于剧烈，所以导致因核裂变而释放出的中子速度太快，中子速度快就会导致被铀235原子核捕获的概率降低，这就无法形容链式反应，所以石墨的作用就是降低飞速运动的中子，让核裂变的链式反应能够稳定的进行下去。
控制核反应的核心：控制棒冷却循环水、石墨、燃烧棒，这些装置能够保证核裂变反应能够稳定的进行下去，但是我们如何来控制核裂变反应的速度呢？
其实在上面我们进行提到了，控制核裂变反应的关键就在于控制中子，想要保持核裂变稳定的进行，那么我们可以使用石墨进行减速，那么想要减低核裂变反应的速率，我们就可以使用装置去吸收中子，也就是去减少中子的数量，那么核裂变反应的速率，自然就会降下来了，我们把这种装置称为是控制棒。
现在我们来总结一下，石墨沸水堆的核心部件其实就是三个部分
一、持续不断的水循环，保证冷却水能够降低温度，并且带走核反应的热量用于发电
二、石墨装置，降低燃料棒中子的速度，增加铀235原子核对于中子的捕获率，保证核裂变稳定的进行
三、控制棒，通过吸收中子的方式控制核裂变的反应速率，将猛烈的核裂变反应束缚在人可以控制的范围内
著名的切诺贝利核电站就是使用的石墨沸水堆，虽然切诺贝利核电站爆炸造成了难以挽回的灾难，但是造成这次事故的主要原因还是在于人的操作不当，并不是在于石墨沸水堆设计的缺陷。
好了，关于核电站的知识就讲到这里，如果大家有不懂的地方欢迎评论，我们下期继续聊科学。
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