核电站一天吃掉几许铀？算结束才不会“惊”掉下巴？

偶然看到这个：

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大部分情况下，核电站这个东西各人王人会以为深邃。但若是细细的扳下手指头算一下，核电站这东西在我们的国度早就不是极端玩意了。没啥太深邃的。

笔据W君手头掌抓的贵寓来看，我国当前的核电样貌一共有111个，其中也曾开动的响应堆有61个，在建的响应堆有31个，筹建的响应堆19个。

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按照我们核安全局发布的最新统计信息来看，我们国度也曾有1/20的电是由核电站分娩。

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是以说，“核电”这个东西早就融入了我们的分娩生存中，并不是什么深邃的极端玩意了。

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而况，还有一个各人不知说念的事情即是像早期的秦山核电站那种几百兆瓦发电量的响应堆，我们早就停建了，当前新的响应堆王人是那种逾越1000兆瓦发电量的大型堆。比拟新的举例台山核电站的几个响应堆，早就作念到了1700兆瓦的发电量。

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这么的响应堆，一个就止境于秦山三个堆的发电量。

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我们就以台山的响应堆来作念一个筹备就好了，台山用的是第三代压水堆，叫作念进化能源响应堆(Evolutionary Power Reactor)，法国的时候，因此也有东说念主叫这种响应堆为“欧洲堆”。

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公正是不抉剔燃料，从5%的浓缩铀到从乏燃料中回收的铀，以及钚+铀的夹杂氧化物燃料澈底能吃，这么一来大部分的核燃料王人不错物尽其用，对资源的奢华极小。

我们就以活动燃料5%的浓缩铀来筹备就好了。若是要筹备响应堆的铀耗尽量其实就知说念响应堆的三个功率就够了，总热功率、总电功率和净电功率。其实，只需要知说念总热功率就够，但为什么提三个功率呢？因为雷同的选题有东说念主算错过。

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刚刚我们提到的台山的一个响应堆有1750兆瓦的功率，这是这台响应堆过火配套系统的总电功率。我们要知说念的是开动一个响应堆过火相近的蛊惑亦然需要电力供应的，因此从响应堆中发出来的电并不是王人放到电网上供应相近的城市、住户、工场使用，核电站还需要自留一部分供响应堆来使用，这部分电就被筹备在总电功率之内了。除掉了这些电，信得过供应到电网上的电量即是响应堆的净电功率（MWₑ）——电厂拿来收获的，每个响应堆输出的为1660兆瓦。有东说念主会用这个来算铀耗尽量，这就会算得偏小了

其次，我们当前还不行依靠任何成功的技巧从核裂变响应中高效的得到电能，如故需要进行能量调度的，举例各人当前最常用的“烧热水”。因此臆度一个核响应堆信得过的输出功率则是总热功率（MWₜₕ），台山一号机组和二号机组的 总热功率为4590MWₜₕ ，这个也很好涌现即是核响应的进程中响应堆放出的了几许热量。

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既然是“烧热水”嘛，家里用的燃气灶本色上亦然用的热功率。

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频繁家用燃气灶的最大热功率（开最大火）为5.2KWₜₕ，是以算一下，我们就不错知说念，三唑仑网上商城购买一个4590MWₜₕ的核响应堆止境于（4590000 kWₜₕ / 5.2 kWₜₕ) 同期烽火88.27万个燃气灶炉头全部烧热水的热量。是以各人在限度上是不是就竖立了直不雅见地了？

莫得瞎想中的那么少，但也不会功率大到不可想议，这个功率约莫就等于W君方位的天津，河东区+和平区+河西区三个区的整个住户在中午全部约好了同期怒放厨房爆炒鱼香肉丝的总功率耗尽。

那么知说念了4590MWₜₕ这个数值后，我们就不错来筹备每天响应堆的巧合燃料耗尽量了。

4590 MWₜₕ = 4590 × 10⁶ W = 每秒产生 4.59 × 10⁹ 焦耳（J）

一天有 86400 秒，是以：

每天总热能 E = 4.59 × 10⁹ J/s × 86400 s = 3.963 × 10¹⁴ J

我们取典型核裂变响应——一颗铀-235 原子在裂变的时候平均能量开释值为 200 MeV ≈ 3.2 × 10⁻¹¹ J

每天发生的裂变事件数 N = 总热能 / 每次裂变开释能量= 3.963 × 10¹⁴ J ÷ 3.2 × 10⁻¹¹ J ≈ 1.238 × 10²⁵ 次裂变

每摩尔铀-235有阿伏伽德罗常数个原子：Nₐ = 6.022 × 10²³，是以，每天耗尽的摩尔数 = 1.238 × 10²⁵ ÷ 6.022 × 10²³ ≈ 20.56 mol，带入铀-235的原子量: 20.56 mol × 235 g/mol ≈ 4.83 kg

筹备可知说念，每天耗尽掉的铀-235是 4.83kg。不外这里是纯纯的铀-235的耗尽量，在响应堆中不可能使用100%的铀-235，毕竟不是造原枪弹嘛，按照堆燃料评释，这个堆适配的是5%的浓缩铀，因此这个数要再除以5%，也即是乘20倍。总燃料质地 = 4.83 kg ÷ 5% ≈ 96.6 kg。

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是以，每天耗尽的铀为96.6公斤。不外，关于核电站这个东西，其实如故有一定的能量损耗的，频繁会定一个94%的整个，是以这么估算即是102公斤，有极幼年区别，但不会是数目级的差距。

而况要知说念的是——核电站的响应堆并不是像汽锅一样成功铲煤进去的，而是要适配燃料颗粒

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这个东西叫作念燃料芯块，主要为了合适核响应堆中的燃料棒的。频繁，大量的燃料芯块会装入燃料棒中。每颗燃料芯块的直径约莫是8毫米多极少，高度为10毫米。除了二氧化铀以外还需要加入碳化硅、氧化钡、石墨等成形、润滑和沉稳材料，频繁每颗燃料芯块的分量为6克傍边。信得过不错裂变的铀-235约莫的含量在0.25克傍边。

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是以若是筹备每天耗尽的燃料芯块数目约为19000多块，然则要扎眼的极少是核电站的燃料王人是装在燃料棒中的，并不是挨治安成功“烧”完，而是每种不同遐想的燃料棒以及燃料芯块王人有一个两年内响应度的筹备，一般的情况下会定在85%傍边。也即是说每个燃料芯块两年的时老实要响应85%的燃料，这才算响应的比拟充分。

是以，压根莫得东说念主信得过的去筹备一天到底耗尽量几许燃料芯块，而是在测定响应堆输出功率沉稳性的前提下12-24个月颐养的对响应堆内的燃料棒进行更换。

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那么临了一定有东说念主问 换一次燃料要花几许钱是吧？1.5亿东说念主民币傍边，但关于一年发电量几十亿度的电站来说，这点钱真不算多。

怎样样？莫得惊掉下巴吧？

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