2023年12月6日，华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，标志着我国在第四代核电技术领域达到世界领先水平，其工作简图如图所示。核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5&times;10sup>8/sup>W，然后将热量传递给冷却气体&mdash;&mdash;氦气，高温高压氦气在&ldquo;蒸汽发生器&rdquo;中将热量传递给&ldquo;二回路&rdquo;中的水，产生高温高压水蒸气，推动蒸汽轮机工作，

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26575. （2024•交大附中•四模） 2023年12月6日，华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，标志着我国在第四代核电技术领域达到世界领先水平，其工作简图如图所示。核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×10⁸W，然后将热量传递给冷却气体——氦气，高温高压氦气在“蒸汽发生器”中将热量传递给“二回路”中的水，产生高温高压水蒸气，推动蒸汽轮机工作，再通过交流发电机产生电能。
$德优题库$
（1）图中反应堆容器中发生的核反应是指核（选填“裂变”或“聚变”）；
（2）发电机输电功率为2×10⁸W，高温气冷堆核电站的发电效率是多少？
（3）若核反应堆工作1小时释放的热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧多少吨煤？（煤的热值为3×10⁷J/kg）
（4）在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线；过粗会导致传输效率低下造成浪费，过细则会造成输电线过热，容易烧断。若高压线的安全电流密度J（通过导体单位横截面积的电流大小）在3×10⁶～4×10⁶A/m²之间，要使高压线所输送的电流大小稳定在750～900A之间，则应选择下表哪种规格的高压线？并通过计算说明理由。

规格	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
高压线横截面积/mm²	150	185	240	300

时间:2024-06-14 难度:2

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组卷

[考点]

燃料的热值及其计算能量的利用效率核能、核裂变和核聚变

[答案]

（1）裂变；
（2）高温气冷堆核电站的发电效率是40%；
（3）要完全燃烧煤60t；
（4）选横截面积为240mm²的高压输电线。

[解析]

解：（1）核能发电是利用核裂变，图中反应堆容器中发生的核反应是指核裂变。
（2）发电机输电功率为2×10⁸W，高温气冷堆核电站的发电效率为
η＝

×100%＝

×100%＝40%；
（3）由题知，核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×10⁸W，
核反应堆工作1小时释放的热量为
Q放＝Pt＝5×108W×3600s＝1.8×1012J，
这些热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧煤的质量为
m＝

＝

＝6×104kg＝60t；
（4）根据题意可知，导线的横截面积最小值为
Smin＝

＝

≈187.5×10−6m2＝187.5mm2，
导线的横截面积最大值为
Smax＝

＝

≈250×10−6m2＝250mm2，
故选规格Ⅲ的高压线即选横截面积为240mm²的高压输电线。
故答案为：（1）裂变；
（2）高温气冷堆核电站的发电效率是40%；
（3）要完全燃烧煤60t；
（4）选横截面积为240mm²的高压输电线。

[点评]

此题考查了核能、热量的计算、能量的利用效率的计算公式的应用，综合性较高。

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dywl2022

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