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有几种不同类型的核反应堆 ， 但它们都有一些共同的特点 。 它们都有放射性燃料芯块的供应——通常是氧化铀 ， 它们排列在管子中以形成反应堆堆芯中的燃料棒 。 该反应堆还有前面提到的控制棒——由镉、铪或硼等中子吸收材料制成——插入堆芯以控制或停止反应 。
反应堆还有一种减速剂 ， 这种物质可以减缓中子的速度并帮助控制裂变过程 。 美国的大多数反应堆使用普通水 ， 但其他国家的反应堆有时使用石墨或重水 ， 其中氢已被氘取代 ， 氘是氢的同位素 ， 具有一个质子和一个中子 。 另一个重要部分是冷却剂——同样 ， 通常是普通水——它从反应堆吸收和传输热量以产生蒸汽来转动涡轮机并冷却反应堆堆芯 ， 使其不会达到铀熔化的温度（约 6900 华氏度 ， 或 3815摄氏度） 。 最后 ， 一个反应堆被包裹在一个安全壳中 ， 一个大而重的结构 ， 通常有几英尺厚 ， 由钢和混凝土制成 ， 将放射性气体和液体保存在里面 ， 在那里它们不会伤害任何人 。 有许多不同的反应堆设计在使用 ， 但在美国 ， 大约三分之二的反应堆是压水反应堆(PWR) 。 在压水反应堆中 ， 水被泵入与堆芯接触 ， 然后保持压力 ， 这样它就不会变成蒸汽 。 然后 ， 加压水与第二个未加压水供应接触 ， 这就是变成蒸汽以转动涡轮机的原因 。 美国其余三分之一的反应堆是沸水反应堆(BWR) 。 用沸水堆 ， 附带直接与反应堆堆芯接触的水被允许成为用于产生蒸汽电力 。
核反应堆有多安全？
这个问题的答案非常复杂 ， 这取决于你问谁以及你如何定义“安全” 。 您是否担心从工厂泄漏的辐射或反应堆产生的放射性废物？或者 ， 您是否更担心发生灾难性事故的可能性？您认为核电利益的可接受权衡风险程度是多少？您在多大程度上相信政府和核电行业会确保安全并向公众提供准确信息？“辐射”是一个沉重的词 ， 主要是因为我们都知道大剂量的辐射——例如来自核弹爆炸的——可以杀死范围内的绝大部分人或使他们病得可怕 。 然而 ， 核能的拥护者指出 ， 我们所有人都经常暴露在各种来源的辐射中 ， 包括宇宙射线和地球本身自然发出的辐射 。 平均每年的辐射暴露量约为 6.2 毫西弗 (mSv) ， 其中一半来自天然来源 ， 另一半来自人造来源 ， 范围从胸部 X 射线到烟雾探测器和发光手表表盘 。 我们从核反应堆中得到多少？我们典型年度暴露的一小部分 - 0.0001 mSv 。 虽然所有核电站都不可避免地会泄漏少量辐射 ， 但在美国 ， 监管机构要求运营商遵守严格的标准 。 他们不能让住在工厂周围的人每年暴露在超过 1 毫希沃特的辐射下 ， 而工厂里的工人每年的阈值是 50 毫希沃特 。 这听起来可能很多 ， 但根据核管理委员会的说法 ， 没有医学证据表明低于 100 毫希沃特的年辐射剂量会造成任何健康风险 。
【核反应堆的组成和安全性】
但值得一提的是 ， 并非所有人都同意对辐射风险的评估 。 例如 ， 长期批评核工业的 Physicians for Social Responsibility 引用了 2009 年对生活在德国核电站周围的儿童的研究 。 研究发现 ， 居住在距离植物 3.1 英里（5 公里）范围内的人患白血病的风险是居住在更远距离的人的两倍。 随着政府监管机构的关注 ， 工程师们多年来花了大量时间设计反应堆以实现最佳安全性——不仅是为了让它们正常工作 ， 而且在发生故障时有备用安全措施到位 。 因此 ， 年复一年 ， 与航空旅行相比 ， 核电站似乎相当安全 ， 航空旅行每年在全球范围内经常造成 500 至 1100 人死亡 。 然而 ， 核反应堆遭受了重大故障 。 在国际核事件量表 (INES) 中 ， 按照 1 到 7 的递增等级对事故进行评分 ， 自 1957 年以来 ， 共有五起事故的评分在 5 到 7 之间 。 最糟糕的噩梦是冷却系统发生故障 ， 这将使燃料过热并发生熔毁 。 随着熔化 ， 燃料变成液体 ， 然后通过安全壳燃烧 ， 喷出辐射远处 。 1979 年 ， 三哩岛 2 号机组危险地接近这种情况 ， 核心部分熔化并流到安全壳底部 。 幸运的是 ， 正如科学家后来通过将相机放入装置中发现的那样 ， 精心设计的安全壳足够坚固 ， 可以阻止辐射外泄 。
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