核裂变产生的能量能否直接转换为电能?核裂变产生的能量能否通过光伏发电的方式直接转化为电能?现在的核反应堆是核能——热能——电能,能否实现核能直接转化为电能?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2025/01/13 04:35:47
核裂变产生的能量能否直接转换为电能?核裂变产生的能量能否通过光伏发电的方式直接转化为电能?现在的核反应堆是核能——热能——电能,能否实现核能直接转化为电能?
核裂变产生的能量能否直接转换为电能?
核裂变产生的能量能否通过光伏发电的方式直接转化为电能?现在的核反应堆是核能——热能——电能,能否实现核能直接转化为电能?
核裂变产生的能量能否直接转换为电能?核裂变产生的能量能否通过光伏发电的方式直接转化为电能?现在的核反应堆是核能——热能——电能,能否实现核能直接转化为电能?
回答是不可能!
首先,你要明白核反应是怎么回事,对于裂变堆,核燃料(铀或铀的氧化物)在反应堆里被中子照射,发生诱发裂变,铀原子【不一定是铀-235,对于快堆,由于中子没有被慢化,所以可以诱发铀-238裂变,当然,还有烧钚-239的反应堆.】
裂变的核碎片具有动能,这是核衰变能转化为碎片动能,然后这些碎片撞击包壳,锆包壳(也有不锈钢等材料制造的包壳)发热……再然后经过传热介质,如水、二氧化碳或氦气,或者是金属钠等将热量导出,在二回路蒸发水,水蒸气推动汽轮机做功发电.当然,沸水堆没有二回路,直接一回路蒸发水做功,这样对反应堆压力容器要求相对较低,大概只需承受75个大气压即可(压水堆必须承受150个大气压.),不过沸水堆直接和放射性物质接触,所以产生的废水都带有放射性,废物量大,处理比较不容易.
这中间的能量转化过程是：核能(即衰变能)→动能(核裂变碎片)→内能→电能.
由于压水堆一回路不能存在蒸汽,所以热循环不能做到卡诺循环,只能是朗肯循环,热电转换效率超低,只有33%～39%左右,最大也不超过40%.而火电的热电转换效率则高达45%以上,这是因为使用卡诺循环的缘故.
★不过,目前有研究这条转化途径的：核能→动能→电能.其中的核电转化效率高达78%,不过目前正处于实验阶段,并没有用于商业运行.
其原理类似于磁流体发电,就是利用裂变碎片大多带电的性质,用磁场导出,在两磁极板上形成电压,从而发电.这条途径就是利用衰变能转化为碎片动能,然后直接转化到电能.
之所以只有78%的转化效率,是因为衰变能转化成的动能中,中微子等所携带的能量会遗失,因为中微子很小,与物质碰撞的几率也很小,基本上一个中微子平均要绕地球7圈以上才能撞到一个粒子.另外就是碎片中也有像中子那样的不带电粒子,故而效率不可能高达100%.不过,即使如此,78%的效率也是目前几乎难以想象的.(78%是理论值.)
目前的发电机要求下是不能的，因为现在的发电机都是利用外部力量推动转子的旋转产生电能的，是属于机械能和电能的转化，所以核能释放出来的不能直接转化成电能~~
核裂变时质量亏损产生能量。多数都是由中子变成原子核和电子并伴随产生阿尔法、bei塔、伽马射线以及能量。产生的能量主要是热能，核电站中多采用液态的金属钠来导热。直接将核能问题也就很难（几乎不可能）解决了。顺便说一句，核裂变的速度很快，到现在都只能控制它的整体速度。...
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核裂变时质量亏损产生能量。多数都是由中子变成原子核和电子并伴随产生阿尔法、bei塔、伽马射线以及能量。产生的能量主要是热能，核电站中多采用液态的金属钠来导热。直接将核能问题也就很难（几乎不可能）解决了。顺便说一句，核裂变的速度很快，到现在都只能控制它的整体速度。
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不可以
原子能转化为热能(用放出的热加热水成水蒸汽,再推动机器发电),原子裂变成新的原子,是物理变化,不是改变分子结构,而是改变了原子结构,反应前后有了质量亏损,根据爱因斯坦的质能方程,故放出的能量是很大的.
所以不是把化学能转变成电能.是将原子能先转成热能,在转变成动能,在通过发电机转变成电能.是这样的过程....
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不可以
原子能转化为热能(用放出的热加热水成水蒸汽,再推动机器发电),原子裂变成新的原子,是物理变化,不是改变分子结构,而是改变了原子结构,反应前后有了质量亏损,根据爱因斯坦的质能方程,故放出的能量是很大的.
所以不是把化学能转变成电能.是将原子能先转成热能,在转变成动能,在通过发电机转变成电能.是这样的过程.
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