動力（反應）堆 ： 用於發電、推進和供熱等用途的反應堆。
英文：power reactor
反應堆
在原子能的和平利用中，最典型的當數原子能發電，也稱核電。如果說核子彈的爆炸是瞬間、不受控制地進行的鈾-235或鈽-239核裂變鏈鎖反應的結果，那么原子能
動力（反應）堆反應堆的類型很多，但它主要由活性區，反射層，外壓力殼和禁止層組成。活性區又由核燃料，慢化劑，冷卻劑和控制棒等組成。現在用於原子能發電站的反應堆中，壓水堆是最具競爭力的堆型（約占61%），沸水堆占一定比例（約占24%），重水堆用的較少（約占5%）。壓水堆的主要特點是：1）用價格低廉、到處可以得到的普通水作慢化劑和冷卻劑，2）為了使反應堆內溫度很高的冷卻水保持液態，反應堆在高壓力（水壓約為15.5 MPa ）下運行，所以叫壓水堆；3）由於反應堆內的水處於液態，驅動汽輪發電機組的蒸汽必須在反應堆以外產生；這是藉助於蒸汽發生器實現的，來自反應堆的冷卻水即一迴路水流入蒸汽發生器傳熱管的一側，將熱量傳給傳熱管另一側的二迴路水，使後者轉變為蒸汽（二迴路蒸汽壓力為6—7 MPa，蒸汽的溫度為275—290 ℃）；4）由於用普通水作慢化劑和冷卻劑，熱中子吸收截面較大，因此不可能用天然鈾作核燃料，必須使用濃縮鈾（鈾-235的含量為2—4%）作核燃料。沸水堆和壓水堆同屬於輕水堆，它和壓水堆一樣，也用普通水作慢化劑和冷卻劑，不同的是在沸水堆內產生蒸汽（壓力約為7 MPa），並直接進入氣輪機發電，無需蒸汽發生器，也沒有一迴路與二迴路之分，系統特別簡單，工作壓力比壓水堆低。然而，沸水堆的蒸汽帶有放射性，需採取禁止措施以防止放射性泄漏。重水堆是用重水作慢化劑和冷卻劑，因為其熱中子吸收截面遠小於普通水的熱中子吸收截面，所以可以用天然鈾作為重水堆的核燃料。所謂熱中子，是指鈾-235原子核裂變時射出的快中子經慢化後速度降為2200 m/s、能量約為1/40 eV的中子。熱中子引起鈾-235核裂變的可能性，比被鈾-238原子核俘獲的可能性大190倍。這樣，在以天然鈾為燃料的重水堆中，核裂變鏈鎖反應可持續進行下去。由於重水慢化中子不如普通水有效，因此重水堆的堆芯比輕水堆大得多，使得壓力容器製造變得困難。重水堆仍需配備蒸汽發生器，一迴路的重水將熱量帶到蒸汽發生器，傳給二迴路的普通水以產生蒸汽。重水堆的最大優點是不用濃縮鈾而用天然鈾作核燃料，但是阻礙其發展的重要原因之一是重水很難得到，因為在天然水中重水只占1/6500。
前蘇聯於1954年建成了世界上第一座原子能發電站，掀開了人類和平利用原子能的新的一頁。英國和美國分別於1956年和1959年建成原子能發電站。到2004.9.28，在世界上31個國家和地區，有439座發電用原子能反應堆在運行，總容量為364.6百萬千瓦，約占世界發電總容量的16% 。其中，法國建成59座發電用原子能反應堆，原子能發電量占其整個發電量的78%；日本建成54座，原子能發電量占其整個發電量的25%；美國建成104座，原子能發電量占其整個發電量的20%；俄羅斯建成29座，原子能發電量占其整個發電量的15% 。我國於1991年建成第一座原子能發電站，包括這一座在內，現在投入運行的有9座發電用原子能反應堆，總容量為660萬千瓦。我國另有2座反應堆在建設中。我國還為巴基斯坦建成一座原子能發電站。
優點
原子能發電比常規發電的主要優點是：1）能量高度集中，燃料費用低廉，綜合經濟效益好。1公斤鈾-235或鈽-239提供的能量在理論上相當於2300噸無煙煤。在現階段的實際套用中，1公斤天然鈾可代替20—30噸煤。雖然原子能發電一次性基建投資較大，可是核燃料費用比煤和石油的費用便宜得多。所以，原子能發電的總成本已低於常規發電的總成本。2）因所需燃料數量少而不受運輸和儲存的限制。例如，一座100萬千瓦的常規發電廠，一年需要燒掉300萬噸煤，平均每天需要一艘萬噸輪來運煤。而使用原子能發電，一年只需要30噸核燃料。3）污染環境較輕。原子能發電不向外排放CO、 SO2、 NOX 等有害氣體和固體微粒，也不排放產生溫室效應的二氧化碳。原子能發電站日常放射性廢氣和廢液的排放量很小，周圍居民由此受到的輻射劑量小於來自天然本底的1%。大量釋放放射性物質的嚴重事故，則發生的機率極低，全世界10000堆年的運行歷史中只發生過一次波及廠外的車諾比事故，它是運行人員違章操作和反應堆本身設計缺陷（缺乏必要的安全螢幕障）所造成的。大家可能聽說過美國三里島原子能發電站的事故，這次事故是由於人為失職和設備故障造成。由於反應堆有幾道安全螢幕障，該事故中無一人死亡，80公里以內的200萬人口中平均受到的輻射劑量還不及佩帶一年夜光表受到的劑量。
可能有人要問，反應堆會不會像核子彈那樣爆炸？這是不會的，其原因至少有三條：1）核子彈使用的核燃料中90%以上是易裂變的鈾-235，而發電用反應堆使用的核燃料中只有2—4%是易裂變的鈾-235；2）反應堆內裝有由易吸收中子的材料製成的控制棒，通過調節控制棒的位置來控制核裂變反應的速度；3）冷卻劑不斷地把反應堆核心裂變反應產生的巨大熱量帶出，使反應堆內的溫度控制在所需範圍內。
0000可能有人也要問，為什麼一些國家不輕易轉讓原子能發電技術呢？這是因為反應堆用於發電的同時，在反應堆內還產生一定量的鈽-239（除大部分中子轟擊鈾-235原子核使其發生裂變外，仍有一部分中子被鈾-238原子核俘獲使後者變成鈽-239。在反應堆內生成的鈽-239中，約有50%以上再被中子轟擊發生裂變，釋放出能量，使核燃料增殖；其餘不到50%的鈽-239留在反應堆內。），經後處理可將鈽-239提取出來，用於製造核子彈。重水堆產生的鈽-239約為壓水堆的兩倍。
推進動力
將反應堆產生的熱量帶到蒸汽發生器，由蒸汽發生器產生的飽和蒸汽驅動汽輪機而提供推進動力。大家熟悉的核潛艇、核動力航空母艦和原子能破冰船，都是由原子能提供的推進動力。
由於核潛艇有常規潛艇無可比擬的優點，它已成為現代海軍中的主力戰艦。核潛艇的主要優點是：1）續航力大。續航力是指裝一次燃料能持續航行的距離。對核潛艇來說，水下續航力可達7.5萬海里；而常規潛艇的水下續航力只有100—400海里（與航速有關）, 因為它在水下是靠蓄電池作能源來推進的，隔一定時間需浮出水面或浮至通氣管深度利用柴油發電機組對蓄電池進行充電。2）航速高。核潛艇水下航速可達30節（1節為1海里/時）以上，且經常以最大航速航行；而常規潛艇水下最大航速為15—20節，但由於受到蓄電池的限制一般不以最大航速航行。3）隱蔽性能好。核潛艇在水下停留時間約2500小時，而常規潛艇僅10—20小時。世界上已建造的核潛艇約500艘，配備的反應堆近700座，超過了已建造的用於原子能發電的反應堆的總數。1971年我國建成第一艘核潛艇，並試航成功。1988年我國成功地完成了從水下核潛艇發射彈道飛彈的試驗。
核動力航空母艦同樣具有高航速下續航力大的優點，它能長期保持30節以上的航速而無須擔心燃料的消耗。它不但不需要補給燃料的後勤艦隊，還比同等級常規航母多攜帶一倍的航空燃料和武器。其續航力為100萬海里。世界上第一艘核動力航空母艦，是美國於1960年建造的“企業號”航空母艦。此外法國也擁有核動力航空母艦。
世界上第一艘原子能破冰船，是前蘇聯於1959年建造的。它比常規動力破冰船有突出優點：1）由於無須儲備大量燃料，船的載重量不會因燃料消耗而減小，其破冰能力始終保持不變；2）軸功率可達75000馬力，能在冰厚為 2.0—2.5米的北極區航行；而常規破冰船的軸功率在25000馬力左右，一般只能在冰厚為0.7—0.9米的地方航行；3）續航力不受限制。
供熱
利用反應堆產生的能量直接供熱，有十分廣闊的市場。例如，建設一座20萬千瓦的低溫供熱堆，每年消耗二氧化鈾僅1 噸，它可以為500萬平方米的建築供暖。而為同樣建築面積供暖的鍋爐，每年需要燒煤30萬噸。如果以15年為期進行比較，核供熱的成本比煤供熱便宜。世界上前蘇聯，加拿大，瑞典和我國都為寒冷地區建造了低溫供熱反應堆。
