核反應(yīng)堆主要由以下幾個部分組成:
(1)活性區(qū)。這是進行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的地方,其中放有核燃料和中子減速劑。核燃料是指產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的lb物質(zhì)。反應(yīng)堆中用的有tr鈾、濃縮鈾(鈾235的含量比tr鈾中的多)、钚和鈾233等。減速劑是用來降低中子速度的物質(zhì),因為lb釋放出的中子速度很大,而容易使鈾235lb的是速度較小的中子(熱中子)。理想的減速劑是不吸收或很少吸收中子的物質(zhì)。如重水(D2O,重氫和氧的化合物)、石墨、氧化鈹?shù)取τ跐饪s鈾燃料也可以用普通水做減速劑。
在活性區(qū)中一般是把核燃料做成棒狀或塊狀插入減速劑中,也有把核燃料和減速劑均勻混合在一起的。
(2)中子反射層。用來阻擋中于飛出活性區(qū),以減少中子的損失,一般用石墨或氧化鈹。
?。?)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度很快,大約每秒鐘可產(chǎn)生1千代中子,如果不加以控制,在極短的時間內(nèi)釋放巨大的能量使鈾爆炸,這就是原子彈。因此控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)是反應(yīng)堆中很關(guān)鍵的部分,用它來控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度,調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的功率,使反應(yīng)堆開始或停止工作等。
調(diào)控系統(tǒng)主要是由吸收中子很強的物質(zhì)鎘或硼制成的控制棒和相應(yīng)的自動控制系統(tǒng)組成。當(dāng)反應(yīng)強烈時,反應(yīng)堆中的控制棒將插入的深一些,使被吸收的中子增多,因而鏈?zhǔn)椒磻?yīng)減慢;反之,將控制棒從活性區(qū)向外拉出一些,反應(yīng)速度將加快。
?。?)冷卻系統(tǒng)。反應(yīng)堆中核lb釋放出的能量絕大部分轉(zhuǎn)換為熱能。堆中的溫度是很高的,通常利用普通水、重水、液態(tài)金屬鋼等做冷卻劑,將堆中的熱量輸送出來,再通過熱交換裝置把水變成高壓高溫的蒸汽,用來推動汽輪機發(fā)電。另一方面,冷卻下來的冷卻劑又壓回堆中繼續(xù)使用,它是在一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)中流動著。