核电站的原理就是“烧水”吗？为啥不能把核能直接转化为电能？

100次浏览发布时间：2023-04-04 19:15:22

人类社会的发展离不开电力供应，近些年来，随着技术不断更新，发电方式也变得五花八门，尤其是新兴的核电站，目前已经有很多国家都建立了核电站。

利用核能发电，不仅发电能力强，而且不消耗自然资源，又不产生污染，因此全球核电站的数量正在不断增加，可是核电站究竟是怎么发电的呢？网上有人说，核电站和火力发电厂差不多，只是换了个燃料而已，真的是这样吗？

核电站的工作原理。

核电站，顾名思义，就是用核能进行发电的电站，而核能又分为核聚变和核裂变两种，但是目前的核电站只能利用核裂变的链式反应所产生的能量来发电。

核电站中最关键的点在于反应堆，是进行核裂变的装置，目前核电站多使用压水堆，我们就以压水堆为例。

在反应堆内用铀作为核燃料，水作为冷却剂，进行核裂变反应释放出大量能量，而水在这个过程中会吸收核裂变所释放的能量，变成高温高压的水，即核能转化为水的热能，然后这部分“热水”沿着管道进入蒸汽发生器，变成水蒸汽，然后利用水蒸汽推动涡轮机旋转，进而再带动发电机进行发电。

这就是热能转化为机械能，机械能最后转化为电能的一个过程，简单来说就是“烧热水”，可是其中的过程却非常复杂，而且成本高，效率还低，但是可以将带有放射性的物质保存在反应堆内，不会对环境产生污染。

核电站发电利用的是核裂变反应，但之前我们讲过，可控核聚变才是各个国家研究的重点，两者有什么区别吗？

核聚变指的是两个较轻的原子核结合一个较重的原子核，与一个更轻的粒子，并释放出能量的过程，是一个融合的过程。

而核裂变就是一个较重的原子核分裂成两个较轻原子核的并释放出能量的过程，但目前的核聚变反应都是瞬间爆炸，不能人为控制的，所以可控核聚变就是能够控制的核聚变反应。

其次核聚变反应的燃料是氢的同位素——氘与氚，这两种原料在地球上很常见，储量又非常丰富，而且不会核辐射以及核废料，更不会对环境造成破坏和污染。

另外，虽然核聚变和核裂变都会释放出能量，但两者释放出的能量大小也是有差距的，取决于反应前后质量亏损，即反应前原子的质量与反应后原子质量之差，由核聚变及核裂变原理，核聚变反应的质量亏损较多，所以释放的能量比核裂变反应要大，就拿氢弹来说，爆炸的威力比原子弹的要大的多。

因此核电站的工作原理与可控核聚变之间的差距很大，而可控核聚变更是理想中的一种高效、清洁的新能源，但是目前对于可控核聚变来说，正处在攻关的阶段。

从目前的趋势来看，核能对环境影响较小，相对来说是值得长久发展的，但是核能要想转化为电能，要经过热能、机械能，最后才能变成电能，步骤多不说，中间过程还非常复杂，于是有人就问了，为什么不能直接把核能转化为电能呢？

要是核能真的能直接转化为电能的话，我们核电站为什么现在还是得逐步转化呢？目前只有化学能可以直接转化为电能，而核能暂时没有这种技术。

当发生核裂变反应后，原料不可能全部发生反应，那些未发生反应的碎片会向相反方向运动，此时有能量转化为动能，然后这些碎片会和那些自由运动的原子发生碰撞，从而使温度升高，核能就转化为了热能。

除了热能之外，理论上，核能也可以转化为其他能量，比如高速运动的原子形成新的分子，在这个过程中，核能就会转化为化学能。

因此，核电站目前利用核能发电是不可能直接转化为电能的，另外，还有火力发电站也不可能实现直接转化，只能先转化为热能，然后机械能，最后再通过电磁感应来产生电能。