Ядрената енергия Как един ядрен реактор

Използването на ядрените реактори за производство на електроенергия в ядрени електроцентрали започва с 1950 г. и оттогава е натрупала голямо развитие. Великобритания стартира своята програма за развитие на ядрената енергия през 1956 г., първите британски атомни електроцентрали (Calder Hall и Chepelkross), спечелени през 1959 г. Според Международната агенция за атомна енергия (МААЕ), през 1982 г. в 36 страни по целия свят се е произнесъл, бяха в процес на изграждане или проектиране на 673 търговски ядрени реактори.

Как ядрен реактор?

Ядрен реактор е предназначен за практическото използване на енергията, освободена по време на разцепване на радиоактивни уран-235. както е описано по-горе. Енергията, освободена от ядрени реакции се абсорбира от флуида за пренос на топлина, която след това се прехвърля топлина и го предава на вторичен охлаждащата течност. Загрява се даде вторичния охладител използва в двигател или турбина за генериране на електрическа енергия.

Един типичен реактор се състои от пет основни части.

Делящ се материал (ядрено гориво). Повечето ядрени реактори работят на уран-235. изотоп концентрация природен уран на пробите е само 0,7%. Някои реактори използват обогатен уран, където концентрацията на уран-235 се повишава до 1-2%.

Retarder. Така наречената инертно вещество, като вода или графит, които обграждат ядреното гориво. Забавящото е предназначен да се намали скоростта на неутроните, които се отделят по време на радиоактивни разцепване. Поради тази неутроните се сблъскват с други ядра на уран-235, може да бъде заловен от тях и по този начин запази ядрената реакция.

На охлаждащата течност. Охладителят премахва топлината, генерирана от реакцията на ядрено делене.

противоток уранова руда за концентриране на разтвора.

Фиг. 1.36. Блок вода-вода ядрен реактор.

Използва се като вода охладител, течен натрий, въздух или въглероден диоксид.

Управляващи пръти. Управляващи пръти, кадмий или борен се използват за осигуряване на контролирана скорост на реакция ядрено делене. Тяхната роля е да абсорбира излишната неутрони. Бутане или контролни vdvigaya реактор пръти в него, може да се контролира скоростта на реакцията на ядрено делене и по този начин мощност разпределена с тях.

Защита. Тъй ядрения реактор има висока радиоактивност, трябва да бъдат защитени, за да се предотврати изтичане на радиация. Следователно реактора е заобиколен от дебел бетон оплетката.

Видове ядрени реактори

Най-често срещаният тип на ядрен реактор е орган на реактора вода-вода. В този реактор, като модератор и охлаждащата течност се използва обикновен ( "светлина") вода под високо налягане (фиг. 1.36). пълни с водно охлаждане реактори като модератор и охлаждащата течност също използват обикновена вода, а само под формата на пара. Първият ядрен реактор, построена във Великобритания, е действал на горивните пръти на магнезиев оксид, които съдържат природен уран. Графитът се използва като модератор и като охладител, на газообразен въглероден диоксид. реактор графит-газ, графитен модератор и охлаждащата течност е газ хелий.

Всички реактори, описани по-горе принадлежат към вида на топлинни реактори. Използваното гориво в тези 235U. Според оценките на природни резервати 235U Великобритания може да продължи само 30 години. Въпреки уранови руди съдържат предимно 238U. Тя може да бъде превърнато в плутоний-239

В бързо реактори (легитимация реактори) в Пу се използва като ядрено гориво. В такъв реактор, контролирано ядрена верижна реакция се поддържа от бързи неутрони (вж. По-горе), но това не е необходимо модератор да се намали скоростта на неутрони. Тъй като бързо реактора може да се използва, прекарано уран и плутоний като страничен продукт при преработката на уран руда, тя може да бъде включена в един цикъл топлинна гориво реактор (фиг. 1.37).

прототип реактор на бързи неутрони в Dounri (Шотландия), който е работил от 1975 г. е първият бърз реактор в Dounri В сферична сграда, затворен през 1977 г.

Смята се, че чрез използване на реактори на бързи съществуващи във Великобритания трябва да бъде достатъчно уран за производството на електроенергия при сегашното ниво на потребление за 250 години. Броят на съществуващите в процес на изграждане или планирана бързо реактор в сравнение с броя на малки термични реактори.

Сравнителни данни за производство на електроенергия от 1 кВт следните горива: I кг въглен в продължение на 2 часа, 1 кг масло в продължение на 3 часа

1 кг уран в топлинни реактори за 5 години, 1 кг на уран в бързо реактори, за 300 години