Первый ядерный Реактор был разработан для использования в бомбах для производства 239Pu. После этого эти реакторы используются для разных целей: производство электроэнергии а также используется в двигателях кораблей для выработки радиоизотопов и снабжения теплом. Существуют различные типы ядерных реакторов, доступных в различных конструкциях, где выработка энергии в этих реакторах в основном зависит от ядерного деления. Часто используемые реакторы - это PWR (реактор с водой под давлением), BWR (реактор с кипящей водой) и PHWR (реактор с тяжелой водой под давлением). В этой статье обсуждается обзор ядерного реактора, его компонентов и типов.
Что такое ядерный реактор?
Определение: Ядерный реактор - важная система в ядерной электростанция . Они включают в себя реакции утечки ядер для генерации тепла с использованием метода, называемого делением. Вырабатываемое тепло можно использовать для приготовления пара для прядения турбина . Чтобы можно было производить электричество. В мире существуют сотни коммерческих реакторов, из которых более 90 расположены в США. Таким образом, ядерная энергетика - один из крупнейших источников надежной и безуглеродной электроэнергии.
Как работает ядерный реактор?
Основная функция ядерного реактора - контролировать ядерное деление. Принцип работы ядерного реактора - это деление ядер, и это один из методов, используемых для расщепления атомы для выработки электроэнергии. Ядерные реакторы используют уран, который превращается в крошечные керамические гранулы и вместе складывается в топливные стержни. Топливная сборка может быть образована связкой из более чем 200 топливных стержней. Обычно активная зона реактора может быть изготовлена из этих сборок в зависимости от уровня мощности.
В корпусе ядерного реактора топливные стержни помещены в воду. Так что он может действовать как хладагент, а также как посредник, помогая при уменьшении скорости нейтронов. Эти нейтроны могут генерироваться путем деления для поддержания цепной реакции.
После этого в активную зону реактора можно поместить регулирующие стержни для снижения скорости реакции. Вырабатываемое в процессе деления тепло может превратить воду в пар, который вращает турбину для выработки безуглеродной электроэнергии.
Составные части
Жизненноважный компоненты ядерного реактора в основном включают следующее. Схема ядерного реактора представлена ниже.
Блок-схема ядерного реактора
- Основной
- Отражатель
- Управляющие стержни
- Модератор
- Охлаждающая жидкость
- Турбина
- Сдерживание
- Градирни
- Экранирование
Основной
Активная зона реактора содержит ядерное топливо для выработки тепла. Сюда входят менее обогащенный уран, системы управления и конструкционные материалы. Форма сердечника представляет собой круглый цилиндр диаметром от 5 до 15 метров. Активная зона включает несколько отдельных твэлов.
Отражатель
Отражатель расположен вокруг активной зоны, чтобы имитировать обратную сторону нейтронов, которые выходят за пределы активной зоны.
Управляющие стержни
Управляющие стержни ядерных реакторов разработаны с элементами тяжелой массы. Основная функция этого - поглощение нейтронов. Чтобы он мог продолжить или остановить реакцию. Основные примеры таких стержней - свинец, кадмий и т. Д.
Эти стержни в основном используются для запуска реактора, поддержания реакции на постоянном уровне и остановки реактора.
Модератор
Основная функция замедлитель в ядерном реакторе заключается в замедлении нейтронов как с высоких уровней энергии, так и с высоких скоростей. Так что вероятность попадания нейтрона в топливные стержни будет увеличена.
Современные замедлители, используемые в настоящее время, в основном включают воду H2o, тяжелую воду D2o, бериллий и графит. Свойства замедлителя: термическая стойкость высокая, радиационная и химическая стойкость, некоррозионность и т. Д.
Охлаждающая жидкость
Материал, который используется для передачи тепла от топлива к турбине через активную зону, такой как вода, жидкий натрий, тяжелая вода, гелий или что-то еще, известен как хладагент. Характеристики охлаждающей жидкости в основном включают низкую температуру плавления, высокую температуру кипения, нетоксичность, меньшую вязкость, устойчивость к воздействию излучения и химикатов и т. Д. Обычно используемые охлаждающие жидкости - это Hg, He, Co2, H2o.
Турбина
Основная функция турбины - передача тепловой энергии от охлаждающего устройства к электричеству.
Сдерживание
Защитная оболочка отделяет ядерный реактор от окружающей среды. Как правило, они доступны в куполообразной форме и выполнены из высокоплотного и армированного сталью бетона.
Градирни
Они используются некоторыми типами электростанций для передачи избыточного тепла, которое не может быть преобразовано в тепловую энергию из-за законов термодинамики. Эти башни являются гиперболическими символами ядерной энергии. Эти башни могут генерировать просто пресноводный пар.
Экранирование
Защищает рабочих от радиационного воздействия. В процессе деления могут образовываться такие частицы, как альфа, бета, гамма, быстрые и медленные нейтроны. Поэтому для защиты от них вокруг реактора используются толстые слои бетона или свинца. Альфа- и бета-частицы можно остановить, используя толстые слои пластика или металла.
Типы ядерных реакторов
Во всем мире доступны различные типы ядерных реакторов. Основываясь на своей конструкции, он использует уран с разной концентрацией, используемый в качестве топлива, замедлителей для задержки процесса деления и теплоносителей для передачи тепла. PWR или реактор с водой под давлением является наиболее распространенным типом реакторов.
PWR / Реактор с водой под давлением
Эти типы реакторов наиболее часто используются во всем мире. Он использует обычную воду как замедлитель, так и охлаждающую жидкость. При этом хладагент может быть запущен в спешке, чтобы остановить его испарение и поддерживать в процессе. Мощные насосы перемещают воду по трубам, передают тепло от кипящей воды во вторичный контур. Образующийся пар приводит в действие турбогенератор для выработки электроэнергии.
BWR / Реакторы с кипящей водой
В этих реакторах легкая война действует как охлаждающая жидкость, так и замедлитель. Охлаждающую жидкость оставляют под низким давлением, чтобы вскипятить воду. Пар может подаваться непосредственно в турбогенераторы для выработки электроэнергии.
Реакторы на тяжелой воде под давлением
Они также известны как реакторы типа CANDU. Эти реакторы составляют около 12% ядерных реакторов в мире. В основном они используются на всех канадских атомных станциях. В этих реакторах тяжелая вода используется как в качестве теплоносителя, так и в качестве замедлителя. В качестве топлива он использует природный уран, потому что в реакторе с водой под давлением теплоноситель может использоваться для кипячения обычной воды в другом контуре.
Реакторы с газовым охлаждением
Эти реакторы используются только в Великобритании. Они доступны в двух типах, а именно: Magnox и AGR (усовершенствованный реактор с газовым охлаждением). В этих реакторах в качестве теплоносителя используется CO2, а в качестве замедлителя - графит. Топливо, используемое в Magnox, - это природный уран, тогда как в AGR используется улучшенный уран.
Легководные графитовые реакторы
Эти реакторы используются в стране Россия. В этих реакторах в качестве теплоносителя используется обычная вода, а в качестве замедлителя - графит. В реакторах с кипящей водой теплоноситель закипает, когда он подается по всему реактору. Образующийся пар будет подаваться непосредственно к турбогенераторам. Первые реакторы типа LWG часто эксплуатировались без характеристик безопасности.
Реакторы на быстрых нейтронах
Эти реакторы используют быстрые нейтроны для превращения таких материалов, как U238 и торий232, в делящиеся материалы для топлива реактора. Этот процесс объединен с переработкой, которая может увеличить доступные ресурсы ядерного топлива. Эти реакторы работают в России.
Малые модульные реакторы
Современный SMR спроектирован в основном экономично. Эти реакторы разрастаются, чтобы поставлять электроэнергию в небольшие электрические сети и, вероятно, обеспечивать тепло для ресурсных отраслей. Эти реакторы также могут использоваться в более крупных сетях при росте спроса.
Некоторые реакторы типа SMR находятся на сложных этапах разработки, например, полностью под землей, что снижает использование земли, укомплектование персоналом и требования безопасности. Некоторые из этих реакторов содержат системы пассивной безопасности, которые работают до 4 лет без дозаправки.
Некоторые другие типы реакторов: CANDU, Быстрый размножитель, Торий, Кипящая вода, Вода под давлением, Призматический, Расплавленная соль, Малые модульные, Радиоизотопные термогенераторы, Термоядерные реакторы, РБМК, Магнокс, Галечный слой, Сверхкритическое водяное охлаждение, AES-2006 / Реакторы ВВЭР-1000, ВХТР, ВТГР, Исследовательский.
Использование ядерного реактора
В применения ядерного реактора включая следующее
- Они используются на атомных электростанциях для выработки электроэнергии, а также используются в ядерных морских двигателях.
- Атомные электростанции поставляют энергию, необходимую для производства электроэнергии.
- Они приводят в движение гребные винты кораблей, иначе вращая валы электрических генераторов.
Таким образом, все дело в обзор ядерного реактора . Точно так же в мире доступны различные типы коммерческих ядерных реакторов, такие как газоохлаждаемые, быстрые нейтроны и легководный графит, вода под давлением, кипящая вода, тяжелая вода под давлением и реакторы-размножители на быстрых нейтронах. Вот вам вопрос, какое топливо используется в PHWR?
