重水和水有什么区别

重水和水有什么区别,第1张

重水与普通水看起来十分相像,是无臭无味的液体,它们的化学性质也一样,不过某些物理性质却不相同普通水的密度为1克/厘米3,而重水的密度为1056克/厘米3;普通水的沸点为100℃,重水的沸点为10142℃;普通水的冰点为0℃,重水的冰点为 38℃此外,普通水能够滋养生命,培育万物,而重水则不能使种子发芽人和动物若是喝了重水,还会引起死亡不过,重水的特殊价值体现在原子能技术应用中制造威力巨大的核武器,就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂,作中子的减速剂,也可作为制重氢的材料,普通水中含量约为002%(质量分数)重水和普通水一样,也是由氢和氧化合而成的液体化合物,不过,重水分子和普通水分子的氢原子有所不同我们知道,氢有3种同位素一种是氕,它只含有一个质子它和一个氧原子化合可以生成普通的水分子另一种是重氢 ———氘它含有一个质子和一个中子它和一个氧原子化合后可以生成重水分子还有一种是超重氢———氚它含有两个中子和一个质子

一样
神秘的重水
重水新姿
什么是重水?
在原子能时代,人们都知道重水是原子核反应堆中大有作为的材料,但是,如果在我们面前放着一杯重水,也许大家很难同普通水区别开来。
重水,无色而透明,和普通蒸馏水一样,没有什么味道,不能燃烧,也不会爆炸。
但是,纯净的重水毕竟同普通水不一样。重水的凝结温度要比普通水高 3.8℃;沸点是1014℃;比重是1.1,比普通水重10%,所以被称为重水。盐类在重水中的溶解度很小,因此这种溶液的导电性也非常低。有趣的是,重水能够强烈地吸收空气中和容器内的湿气,具有吸水的本领。水吸收水!这是重水的一大特色。
重水致命
纯净的重水,对生物体来说是致命水,不过,它不像毒药那样起毒害作用,而是起麻痹作用,使有机体的生命活动过程逐渐减慢。例如,种子在重水里不会发芽;鱼类在重水里,几小时内必死无疑。
普通水是氢和氧的化合物,相对分子质量是18;重水是氢的同位素(氘)和氧的化合物,又名氧化氘,相对分子质量是20。
重水诞生记
1932年美国科学家尤里的一个助手,送给他几滴宝贵的液体,这几滴液体是这位助手把大量的液态氢缓慢地蒸发后,在玻璃瓶里剩下来的。尤里正好在研究氢的同位素问题,得到这个样品,如获至宝,立即用光谱分析法观察分析,结果发现了相对原子质量为2的氢的同位素,它约占氢的1/4000,并命名为氘(读作“刀”),用字母D表示,这样,重水的分子式就是D2O。
“中子,你慢些走!”
重水之所以为大家熟悉,原因之一是它在原子核反应堆中扮演了一个重要的角色——中子减速剂。自从1954年6月,前苏联建成原子能发电站以来,现在世界上已经有几百座核电站为人类提供照明和工农业生产用电。核电站是把核能转变成电能的核发电厂。
核电站里的“原子锅炉”,反应堆烧的是核燃料——铀235。这种核燃料裂变时放出的中子,运动速度极快,如果不加控制,顺其自然,那么“原子锅炉”就像原子d一样会引起爆炸。要让原子核裂变产生的能量有控制地变成训服的电能,必须把快速中子运动速度减慢,变成慢中子,这就需要重水帮忙了。重水具有减速能力强、吸收中子少等优点,因此,它是合适的减速剂。
重水——氘的源泉
重水是氘的源泉,氘又是核聚变的原料。
科学家们早就不满足于燃烧铀、钚等核燃料来获取原子能了。他们希望实现氘和氚的核聚变反应,从而获得巨大的能量来满足全世界能源的需求。显然,重水中的氘,又扮演起首当其冲的角色。
近20年来,各国科学家在实现受控核聚变反应方面做了卓有成效的工作。1991年11月,欧洲联合核聚变实验室进行的氘—氚实验,证实了核聚变能的科学可行性,这次试验用环形装置磁场约束等离子体的时间持续了2s,等离子体的温度已达238亿摄氏度,相当于发生在太阳上热核聚变反应的中心温度的20倍!
我们完全可以相信,核聚变有可能在21世纪开始投入实际应用,等到哪一天,重水和氘将以崭新的姿态展现在人类面前

核电站重水堆、压水堆、沸水堆的主要区别:

重水堆是以重水作慢化剂的反应堆,可以直接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂,重水堆分压力容器式和压力管式两类。

压水堆使用加压轻水(即普通水)作冷却剂和慢化剂,且水在堆内不沸腾的核反应堆。

沸水堆又叫轻水堆,沸水堆核电站工作流程是:冷却剂(水)从堆芯下部流进,在沿堆芯上升的过程中,从燃料棒那里得到了热量,使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物,经过汽水分离器和蒸汽干燥器,将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。

重水堆核电站

重水堆按其结构型式可分为压力壳式和压力管式两种。压力壳式的冷却剂只用重水,它的内部结构材料比压力管式少,但中子经济性好,生成新燃料钚-239的净产量比较高。这种堆一般用天然铀作燃料,结构类似压水堆,但因栅格节距大,压力壳比同样功率的压水堆要大得多,因此单堆功率最大只能做到30万千瓦。

压水堆核电站

压水堆核电站使用轻水作为冷却剂和慢化剂。主要由核蒸汽供应系统(即一回路系统)、汽轮发电机系统(即二回路系统)及其他辅助系统组成。冷却剂在堆芯吸收核燃料裂变释放的热能后,通过蒸汽发生器再把热量传递给二回路产生蒸汽,然后进入汽轮机做功,带动发电机发电。

目前全世界大约有440座核电机组在运行,其中占绝大多数(约92%)的是轻水堆(LWR),其余为重水堆(PHWR)以及先进气冷堆(AGR)等。轻水堆主要是压水堆(PWR)和沸水堆(BWR)两种类型,其中大约75%为压水堆,我国投入运行并将建造的绝大多数核电站都是压水堆型的。

沸水堆核电站

沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽水分离器在堆芯的上部,它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机,造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。

沸水堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力(约为70个大气压)下,水通过堆芯变成约285℃的蒸汽,并直接被引入汽轮机。所以,沸水堆只有一个回路,省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器,因而显得很简单。


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