核能发电原理核能发电原理PPT( 二 ) _生活百科

旅行者1号上安装的核电池及内部结构
不仅是“旅行者”，美国还在Pioneer 10，Pioneer 11，Galileo，Ulysses，Cassini，New Horizons、火星科学实验室、好奇号火星车，以及阿波罗12~17号中都使用过核电池来进行供电。美国宇航员将被动地震实验仪（PSE），太阳风光谱仪（SWS）和月球表面磁力计（LSM）安装到月球表面，为了给这些探测设备持续供电，NASA为其配备了一个专门的核电池。
阿波罗12号宇航员安装探测设备，黄箭头所指黑色物体为核电池
从另一张图中可以更清晰地看到核电池：阿波罗12号的宇航员正在将RTG从飞船上取出，准备安装到地面的核电池散热器中。这是因为核电池持续释放热能，因此需要通过辐射将多余的热释放出去。
阿波罗12号宇航员正在安装核电池
好奇号火星车没有安装太阳能电池，它同样依靠一个RTG供电，因此无论是火星的白天还是黑夜，好奇号都能在寒冷的火星表面开展探测任务。
好奇号尾部白色散热器包裹着的RTG
核电池的寿命核电池真的如传说中的那样，可以使用一万年吗？很遗憾，并不能。它的寿命由RTG的工作原理决定的。
钚-238是放射性同位素，它的半衰期是87.7年，也就是说，任何一颗由钚-238供热的核电池，87年半后就有一半的钚-238衰变成了铀-234，再过87.7年剩下的一半中又有一半发生衰变，虽然它还在发热，但热能再也不足以发出足够的电流了，这颗核电池已经基本废掉了。
也就是说，对于航天器而言，它携带的核电池顶多只够用100年。当然，这已经足够久，航天器上其它绝大部分的传感器支撑不了这么长的时间。
核电池在其它领域的用途尽管用不了一万年，但核电池依然是寿命最长的电池，它可以在不充电（也不可能充电）的情况下使用近100年，因此它曾经被用于心脏起搏器供电电池。只是出于担心患者死亡后被不小心火化造成放射性污染，心脏起搏器的核电池只生产了100个就没有继续。
核电池曾用于心脏起搏器
核电池的民用障碍不仅缘于对核辐射的担心，还由于它太贵。无论是钚-238，还是其它放射性同位素的生产都需要用到极尖端的技术，因此成本太高，从商业角度出发它不具有性价比，因此核电池一直没有在民用上有所突破。
总结：核电池与传统意义上的核发电不同，它并非利用核中子裂变或聚变反应产生热能发电，而是利用放射性同位素α衰变产生热能、再利用热电效应来产生稳定电流。
目前可用的放射性材料的半衰期有限，最常用的钚-238的半衰期为87.7年，因此核电池不可能使用1万年，大约100年后它就基本失效了。
RTG解剖图
核电池存在放射性风险，加之制造成本高昂，因此不适合民用。在可预见的将来，RTG依然只会在航天领域发挥作用。
浅析核能发电的基本原理3核电属于可再生能源。轻原子核的融合和重原子核的分裂都能放出能量，分别称为核聚变能和核裂变能，在聚变或者裂变时释放大量热量，能量按照：核能—机械能—电能进行转换，这种电力即可称为核电。
核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站。核电站大体可分为两部分，一部分是利用核能生产蒸汽的核岛，包括反应堆装置和一回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮发电机系统。
核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫反应堆的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。
核能来自核聚变或核裂变两类核反应原理，但全球核反应堆主要采用核裂变反应原理，主要是因为核裂变可控而核聚变控制难度大。自1951年12月美国实验增殖堆1号（EBR-1）首次利用核能发电以来，世界核电至今已有70多年的发展历史。根据计算，1千克U-235完全裂变产生的能量相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。
核裂变的原理：铀、钍和钚等质量较大的原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量就称之为原子核能。核电机组利用其产生的热能并生产蒸汽，推动汽轮发电机组运转，产生电力。

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