Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Классификация ядерных реакторов по назначению и мощностиСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Ядерные реакторы делятся на - Экспериментальные ядерные реакторы(критические сборки) предназначенные для изучения физических величин, значения которых необходимы для проектирования и эксплуатации, имеют подвижную геометрию, минимальные размеры мощность не превышает нескольких киловатт. - Исследовательские реакторы (включая импульсные реакторы). Потоки нейтронов и - квантов генерируемые в активной зоне используются для исследований в ядерной физике, физике твердого тела, радиационной химии, биологии, материаловедения, испытания приборов и устройств на радиационную стойкость, для производства изотопов. Имеются каналы для вывода нейтронов и -квантов из активной зоны. мощность <100 МВт. Энергия, как правило, не используется. - Изотопные ядерные реакторы используются, как правило, для получения радионуклидов, в том числе (в гражданских и военных целях). - Энергетические ядерные реакторы. Тепловая энергия выделяющаяся при делении ядер используется для выработки электроэнергии, теплофикации, опреснения морской воды, для силовых установок кораблей. Мощность (тепловая) современных энергетических ядерных реакторов достигает 3-5 Гигаватт. Далее будем рассматривать только энергетические реакторы. Ядерный реактор Ядерный реактор- устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная цепная реакция деления, сопровождающаяся выделением энергии. В соответствии с типом цепной реакции различают ядерные реакторы на медленных (тепловых), промежуточных и быстрых нейтронах. Основными частями любого ядерного реактора являются: активная зона, отражатель нейтронов, теплоноситель, система регулирования цепной реакции деления, радиационная защита, другие конструктивные элементы, пульт дистанционного управления. Активная зона в качестве ядерного горючего применяются делящиеся нуклиды , , . В активной зоне находится ядерное топливо, протекает цепная ядерная реакция деления, выделяется энергия. В реакторах на тепловых нейтронах и в реакторах на промежуточных нейтронах (1-103 эв) активная зона содержит ядерное топливо, смешанное с изотопом и замедлителем нейтронов (вода , тяжелая вода , графит). В ядерных реакторах на тепловых нейтронах может быть использован природный уран. В реакторах на быстрых нейтронах( кэв) замедлителя в активной зоне нет. В зависимости от конструкции (обычно цилиндрической) активной зоны, т.е. относительного расположения горючего и замедлителя, различают гомогенные и гетерогенные ядерные реакторы. В гомогенных реакторах ядерное топливо и замедлитель представляют собой однородную смесь(например раствор сульфатной соли в обычной или тяжелой воде). В гетерогенных реакторах ядерное топливо расположено в активной зоне дискретно в виде блоков, между которыми находится замедлитель. Тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) - стержни из металла (циркония), внутри которых находятся таблетки ядерного топлива. Расстояние между ТВЭЛами не должно превышатьсумму длин замедления и диффузии нейтронов. ТВЭЛы собирают в пакеты (~100-200 шт) – тепловыделяющие сборки (ТВС), которые образуют правильную решетку в активной зоне. Топливо В энергетических реакторах в качестве топлива обычно используется обогащенное керамическое топливо двуокись урана и карбид урана , нитрид урана содержащее 4% изотопа и 96% . Для высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов применяется технология изготовления топливных частиц покрытых непроницаемой оболочкой и диспергированных в графите. Таблетки с плотностью 10,97 г/см3 столбиком укладывают в тепловыделяющий элемент из циркония или нержавеющей стали. Толщина стенки ТВЭЛа 6-8 мм. ТВЭЛы заполняют гелием и заваривают герметично. Уран –серебристый. блестящий металл, сравнительно мягкий и хорошо поддается механической обработке, плотность 19,05 г/см3, температура плавления 1136 о С, порошок урана самовозгорается, критическая масса 50 кг, шар диаметром 17 см. Плутоний - хрупкий серебристо-белый металл плотность 19,86 г/см3,температура плавления 640о С. порошок и стружка самовозгорается, критическая масса 5,6 кг., шар радиусом 4,1 см. Токсичность плутония 239 Pu (T1/2 = 24 400 лет) в 104раз выше токсичности . Допустимая концентрация в открытых водемах 81,4 Бк/л, в атмосфере рабочих помещений 3,3 10-5 Бк/л. Теплоносители В энергетических реакторах теплота, генерируемая в топливе при его делении, отводится циркулирующим через активную зону теплоносителем, и передается на установку вырабатывающую электроэнергию. В качестве теплоносителей используются жидкости: легкая вода , тяжелая вода , органические жидкости (терфенил), газы (двуокись углерода СО2, гелий), и жидкие металлы (натрий, висмут+ свинец). Радиационная защита Из реактора выходит мощный поток нейтронов превышающий в 1011раз предельно допустимые санитарные нормы. За счет деления ядер и -распада осколков образуется поток -излучения примерно такой же мощности. Защита ядерных энергетических реактров является «тяжелой» многослойной. Как правило, это многометровый слой бетона, с железным заполнителем и тонкими слоями поглотителей и замедлителей (в канальных реакторах). Процессы, происходящие при работе ядерного реактора: 1.Цепная реакция деления ядер ядерного топлива с выделением тепловой энергии. Плотность тепловыделения составляет сотни кВт на 1 литр активной зоны, нейтроны в ядерном реакторе проходят цикл рождения, замедления,поглощения, деления ядер. Давление нейтронного газа в реакторе составляет 10-6 мм рт ст . 2.Выгорание и воспроизводство ядерного топлива. Ядро делится тепловыми нейтронами на два осколка. Примерно 29% осколков это радиоактивные изотопы благородных газов криптона и ксенона , .(«ядерный реактор газует»). Выгорание 1 г ядерного горючего дает 1 МВт сутки энергии. Воспроизводство ядерного горючего происходит при поглощении нейтронов ядрами , которые после двух -распадов превращаются в ядра плутония (уран-плутониевый цикл.). 3.Отравление активной зоны (накопление радиоактвных осколков деления), шлакование (накопление стабильных ядер осколков деления). При делении или тепловывыми нейтронами с вероятностью 6% получается осколок . который через 0,5 минут путем -распада превращается в изотоп йода , который путем -распада с периодом полураспада 6,74 часа превращается в изотоп ксенона . Он является сильнейшим поглотителем тепловых нейтронов с сечением барн. Затем происходит -распад и образуется практически стабильный изотоп цезия . При работающем с постоянной мощностью реакторе устанавливается равновесная концентрация , которая мала, так как при больших потоках тепловых нейтронов идет реакция + . При остановке реактора поглощение нейтронов прекращается, а изотоп йода продолжает распадаться и количество ксенона .растет. Это приводит к временному снижению реактивности реактора. Возникает «йодная яма» - снижение реактивности ядерного реактора после его остановки и снижению мощности. При запасе реактивности 0,1 сек и потоке медленных нейтронов 1014 частиц/сек см2 через полчаса после остановки реактор нельза запустить в течении полутора суток. Если его запустить путем вывода стержней регулирования полностью (что запрещено) он взорвется.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-15; просмотров: 576; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.28.90 (0.008 с.) |