загрузка...
загрузка...
На головну

Типи ядерних реакторів

  1. Види ядерних вибухів.
  2. Основні принципи КОНСТРУИРОВАНИЯ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ КОСМІЧНИХ ЯЕУ
  3. Основні фактори небезпеки ядерних реакторів.
  4. Відстані до центру вибуху, км, при різних потужностях ядерних боєприпасів (ЯБП) і величинах світлових імпульсів
  5. Реакція синтезу атомних ядер. Проблема керованих термоядерних реакцій
  6. Цикли атомних (ядерних) реактивних двигунів

Головним і найбільш небезпечним елементом атомних станцій є ядерний (атомний) реактор. З моменту пуску першого атомного реактора «Enrico Fermi» на тенісному корті колишнього футбольного стадіону в Чикаго (США) в 1942 році пройшло більше півстоліття. За цей час у багатьох країнах світу розроблено і побудовано велике число реакторів різних типів, що відрізняються як своїми розмірами, так і потужністю (від часток вата до сотень тисяч кіловат). У Росії перший атомний реактор був пущений в 1946 році. Незалежно від конструктивних особливостей принципова схема всіх типів реакторів залишається такою ж, як у першого атомного «котла» (реактора), як його раніше називали.

Залежно від свого призначення реактори поділяються на кілька типів. Дослідницькі реактори призначені для вивчення нових методів конструювання реакторів і відпрацювання тих чи інших технологічних схем і процесів. Реактори, які використовуються для отримання ядерного палива (наприклад, плутонію 239), називаються виробничими. Реактори, призначені для отримання енергії, носять назву енергетичних. Останні і встановлені на атомних тепло- і електростанціях.

Ядерний (атомний) реактор є не тільки джерелом енергії, але і «фабрикою» ізотопів. У процесі поділу ядер радіоактивної речовини в реакторі накопичуються радіоактивні ізотопи (продукти розподілу), багато з яких широко застосовуються в різних областях науки і техніки. Крім того, при приміщенні в реактор стабільних елементів під впливом утворюються там потужних потоків нейтронів (в результаті так званої наведеної активності) відбувається перетворення їх в штучно радіоактивні ізотопи. В даний час штучно радіоактивні ізотопи знайшли широке практичне застосування. Вони використовуються для контролю виробничих процесів і просвічування металів, для медичних діагностичних процедур, вивчення гормонального статусу в ендокринології, діагностики онкологічних захворювань, для променевої стерилізації перев'язувальних матеріалів, лікарських препаратів, передпосівного опромінення зернових культур і т.д.

Отже, ядерні реактори - це апарати, в яких відбуваються ядерні реакції - перетворення одних хімічних елементів в інші. Для цих реакцій необхідна наявність в реакторі ділиться речовини, яке при своєму розпаді виділяє елементарні частинки, здатні викликати розпад інших ядер. Як ділиться речовини в даний час можуть використовуватися ізотопи урану - уран-235 і уран-238, а також плутоній-239. У ядерному реакторі відбувається ланцюгова реакція. Ядра урану або плутонію розпадаються, при цьому утворюються 2-3 ядра елементів середини таблиці Менделєєва, виділяється енергія, випромінюються гамма-кванти і утворюються 2-3 нейтрона, які, в свою чергу, можуть прореагувати з іншими атомами і, викликавши їх розподіл, продовжити ланцюгову реакцію. Найбільше значення в ядерній енергетиці в якості ініціаторів ядерного ділення мають нейтрони. Залежно від швидкості елементарної частинки виділяють 2 види нейтронів: швидкі і повільні. У різних типах реакторів використовуються різні види нейтронів.

Існують ядерні реактори на повільних (теплових) нейтронах і реактори на швидких нейтронах. У перших в якості ядерного палива використовується уран-235, по-друге - уран-238 (природний) і плутоній-239.

Більшість АЕС оснащені реакторами на теплових нейтронах. Трьома обов'язковими елементами для реакторів на теплових нейтронах є тепловиделітель, сповільнювач і теплоносій. В якості тепловиделітеля(Ядерного палива) зазвичай використовуються ізотопи урану. Паливо розміщується в тепловиділяючих елементах ТВЕЛ. В активній зоні реактора, де знаходяться ТВЕЛИ, відбувається реакція поділу ядер урану-235. Під час реакції в ТВЕЛ накопичуються радіоактивні продукти поділу. сповільнювач потрібно для уповільнення нейтронів, необхідних для більш ефективного протікання ланцюгової реакції в урані 235. сповільнювач можуть бути вода або графіт. теплоносій необхідний для передачі теплової енергії ядерного ділення на турбіну для перетворення її в електричну. Таким чином, АЕС в основній масі є тепловими електростанціями. В якості теплоносія зазвичай використовується нагріта і знаходиться під високим тиском вода.

Реакторів на швидких нейтронах сповільнювач не потрібно, а в якості теплоносія застосовуються рідкі метали, наприклад, рідкий натрій. В даний час реактори на швидких нейтронах широкого поширення не отримали, в основному через складність конструкції і проблеми отримання досить стійких матеріалів для конструкційних деталей. У Росії є тільки один реактор такого типу. Однак вважається, що реактори на швидких нейтронах мають велике майбутнє.

Таким чином, на даний момент в світі існує 5 типів ядерних реакторів (4 типи на теплових нейтронах і 1 на швидких нейтронах):

u ВВЕР - водо-водяний енергетичний реактор,

u РМБК - РБМК,

u Реактор на важкій воді,

u Реактор з кульової засипанням і газовим контуром,

u Реактор на швидких нейтронах. (Додаток Б табл. 2-Б«Типи ядерних реакторів»)

Більшість АЕС в нашій країні забезпечені реакторами ВВЕР. На Чорнобильській АЕС функціонував реактор РМБК. Через різної будови активних зон параметри роботи у цих реакторів різні. ВВЕР - корпусний реактор (тиск тримається корпусом реактора), РМБК - канальний реактор (тиск тримається незалежно в кожному каналі). Для безпеки реактора має значення такий параметр як коефіцієнт реактивності - величину, яка показує, як зміни того чи іншого параметра реактора вплине на інтенсивність ланцюгової реакції в ньому. Якщо цей коефіцієнт позитивний, то при збільшенні параметра, за яким наводиться коефіцієнт, ланцюгова реакція в реакторі буде наростати і перейде в некеровану - відбудеться розгін реактора. При розгоні реактора відбувається інтенсивне тепловиділення, що приводить до розплавлення тепловиделітелей і руйнування корпусу реактора з викидом радіоактивних речовин в навколишнє середовище.

При виникненні позаштатних ситуацій роботи реактора, що супроводжуються його розгоном, реактор ВВЕР затихне, а реактор РМБК продовжить розгін з наростаючою інтенсивністю, що може привести до аварії з викидом радіоактивних продуктів. Саме таким шляхом розвивались події на підводному човні на Чорнобильській АЕС. Тому в реакторі РМБК як ніде важлива роль захисних систем, які будуть або запобігати розгін реактора, або екстрено його охолоджувати. Сучасні реактори типу РМБК обладнані досить ефективними подібними системами, практично зводять нанівець ризик розвитку аварії (на Чорнобильській АЕС в ніч аварії за злочинну недбалість порушуючи всі інструкції і заборон були повністю відключені всі системи аварійного захисту), але про подібну можливість слід пам'ятати.

Сконцентрувавши відомості про типи ядерних реакторів, можна сказати наступне. Реактори ВВЕР досить безпечні в експлуатації, але вимагають високозбагаченого урану. Реактори РМБК безпечні лише при правильній їх експлуатації і добре розроблених системах захисту, але зате здатні використовувати малообогащенное паливо або навіть відпрацьоване паливо ВВЕР-реакторів. Реактори на важкій воді всім хороші, але занадто дорогий процес отримання важкої води. Технологія виробництва реакторів з кульової засипанням ще недостатньо добре розроблена, хоча цей тип реакторів коштувало б визнати найбільш прийнятним для широкого застосування, зокрема, через відсутність катастрофічних наслідків при аварії з розгоном реактора. За реакторами на швидких нейтронах - майбутнє для виробництва палива для ядерної енергетики, але їх конструкція дуже складна і поки що мало надійними.

 




Радіаційна розвідка | Радіаційного та хімічного спостереження (розвідки) | ГЛАВА 5. КОШТИ ТА МЕТОДИ дозиметричного контролю радіоактивного ЗАРАЖЕННЯ І ОПРОМІНЕННЯ. | Класифікація військових дозиметричних приладів. | Табельні прилади радіаційної розвідки | Контроль радіоактивного зараження, технічні засоби. | Контроль радіоактивного опромінення, технічні засоби. | Дози зовнішнього опромінення, що не приводять до зниження працездатності. | Організація і порядок проведення експертизи води і продовольства на зараженість радіоактивними речовинами. | Медико-тактична характеристика вогнищ ядерного ураження. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати