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轻水

科普小知识2021-10-03 15:02:48
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由最轻的氕原子和氧原子构成的。在20摄氏度时,占水总量的99.9%。即普通水。是相对重水(D₂O)而言,目前将普通水称为轻水。

中文名:轻水

外文名:lightwater

临界温度:374.2℃

临界压力:218.2大气压

临界密度:0.320g/cm³

分子式:H₂O

分子量:18

用途:慢化剂和冷却剂

1、化学定义

相对分子质量为1的H原子和相对分子质量为16的O原子构成的水。其相对分子质量为18。另外,还有相对分子质量为20,22等的水。

2、相关物质

水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。氢有三种同位素,即氕、氘、氚。由氕和氧原子组成的是普通的水,即轻水。由氘和氧原子组成的水是重水,由氚和氧原子组成的是超重水。它们虽然都是水,但是由于组成各有不同,所以表现在性质上也各有差异。轻水的体重最轻。在20摄氏度时,占总水量的99.9%。常压下100摄氏度沸腾,0摄氏度结冰,重水却加热至101.42摄氏度才沸腾,3.8摄氏度冻成硬棒。声音在普通水中的传播速度是1498米/秒,而在重水中是1398米/秒。此外,重水的折光、溶解性都不如普通水显著。

3、轻水用途

轻水是目前各种反应堆中用得最广的慢化剂和冷却剂。轻水中的中子吸收能力远比重水高,所以轻水堆要以低浓度铀作燃料。

世界上水最宝贵的。人离不开水,核反应堆也是如此。水是使核反应堆中产生的中子减速的最好材料之一。用重水即氧化氘(D2O)作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆,或简称为重水堆。现在的反应堆几乎都利用热中子,因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分。慢化剂与中子碰撞减少中子的数量的话,便失去了意义。所以,重水是非常优异的慢化剂,它与石墨并列是最常用的慢化剂。

用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆,包括沸腾水堆和加压水堆轻水也就是一般的水,广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比,轻水有廉价的长处,此外其减速效率也很高沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机,从而防止了热效率的低下,加压水堆则用高压抑制沸腾,对轻水一般加100至160个大气压,从而热交换器把一次冷却系(取出堆芯产生的热)和二次冷却系(发生送往涡轮机的蒸汽)完全隔离开来。

4、相关用途

轻水堆

轻水在反应堆中既作冷却剂又作慢化剂。由于水的慢化能力及载热能力都好,所以用水作慢化剂和冷却剂的轻水堆,结构紧凑,堆芯体积小,堆芯的功劳密度大。因此,体积相同时,轻水堆功率最高或者在相同功率下,轻水堆比其他堆的体积小。

轻水泡沫灭火器

又称水成膜泡沫灭火剂。由氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、泡沫稳定剂、溶剂及水等主要组分组成。依靠泡沫和水膜的双重作用,泡沫起主导作用。泡沫覆盖在油面的过程中,同时形成一层很薄的水膜,并迅速扩散。这层水膜可使油品与空气隔绝,阻止油气蒸发,更有利于泡沫流动,加速灭火。

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