Reaktor nuklir: prinsip operasi, lan sirkuit unit

Desain lan operasi saka reaktor nuklir adhedhasar initialization lan kontrol reaksi nuklir timer nggondheli. Kang digunakake minangka alat riset kanggo produksi isotop radioaktif lan minangka sumber energi kanggo tetanduran daya nuklir.

reaktor nuklir: asas saka operasi (cendhak)

Digunakake ing kene proses penggabungan kang inti heavy pecah dadi loro pecahan cilik. iki pecahan ana ing negara banget bungah lan emit neutron, lan partikel subatom liyane lan foton. Neutron bisa nimbulaké bagean anyar minangka asil saka kang lagi cemlorot malah liyane, lan ing. Iki dadi nomer poto-nggondheli saka disintegrations kang kasebut reaksi rantai. Ing wektu sing padha, jumlah gedhe saka energi, produksi kang Yahoo nggunakake daya nuklir.

Ing asas saka operasi saka reaktor nuklir lan tanduran daya nuklir kuwi sing 85% saka energi koloni pisah wis dirilis ing wektu cendhak banget sawise wiwitan reaksi. Sisih isih diprodhuksi dening bosok radioaktif saka produk pemisahan, sawise padha ditolak neutron. bosok radioaktif proses kang atom wis tekan kahanan tetep. Panjenenganipun terus lan sawise divisi.

Ing atom reaksi rantai bom mundhak ing kakiyatan, nganti paling materi bakal pamisah. Mengkono banget cepet, prodhuksi lan jeblugan banget kuat karakteristik saka bom kuwi. Mekanisme lan operasi saka reaktor nuklir adhedhasar prinsip ngramut reaksi rantai ing tingkat saklawasé pancet diatur. Punika dirancang supaya njeblug bom minangka atom ora bisa.

Chain reaksi lan kritik

reaktor Physics penggabungan ditemtokake sing kemungkinan reaksi rantai sawise polusi neutron kula tresna sampeyan. Yen populasi anyar sudo, ing tingkat saka divisi ing wekasan, iku bakal tiba menyang nul. Ing kasus iki reaktor bakal ing negara subcritical. Yen populasi neutron wis maintained ing tingkat pancet, tingkat penggabungan bakal tetep stabil. reaktor bakal ing kritis kawontenan. Lan pungkasanipun, yen liwat wektu populasi neutron mundak akeh, misahake kacepetan lan daya bakal nambah. negara inti dadi superkritik.

Ing asas saka operasi saka reaktor nuklir sabanjuré. Sadurunge miwiti populasi neutron cedhak nul. Banjur, operator mbusak kesatuan kontrol saka inti, nambah intine divisi sing sementara ngowahi reaktor ing negara superkritik. Sawise sik njongko operator daya dirating sebagéyan bali kesatuan kontrol, ngatur jumlah neutron. Salajengipun reaktor wis maintained ing kritis kawontenan. Nalika iku perlu kanggo mungkasi, operator nglebokake kesatuan rampung. Iki suppresses divisi lan nempatno inti ing negara subcritical.

jinis reaktor

Paling saka energi sing wis ana ngasilaken ing panas perlu kanggo drive turbin, kang drive generator listrik panginstalan nuklir ing donya. Uga, ana akeh reaktor riset, lan sawetara negara segara utawa kapal permukaan, mimpin dening energi atom.

tetanduran daya

Ana sawetara spesies saka jinis reaktor, nanging digunakake diadopsi desain banyu cahya. Ing siji, bisa digunakake ing banyu pressurized utawa nggodhok banyu. Yen mengkono Cairan dhuwur meksa digawe panas dening panas inti lan lumebu ing generator uap. Ana, ing panas saka utami menyang sirkuit secondary wis liwati, luwih cacahe banyu. uap kui wekasanipun minangka adi ing siklus turbin uap.

reaktor punika jinis nggodhok dianggo ing asas saka siklus energi langsung. Water ngliwati inti, nggawa menyang godhok liwat tingkat meksa medium. Kebak uap liwat seri separators lan dryers sing dibuwang ing prau reaktor, asil ing negara sverhperegretoe sawijining. Superheated uap iki banjur digunakake minangka adi, turbin puteran.

gas-digawe adhem-suhu dhuwur

reaktor-suhu dhuwur gas-digawe adhem (HTGR) - reaktor nuklir, asas saka operasi iki adhedhasar nggunakake grafit campuran bahan bakar saka bahan bakar lan microspheres. Ana loro designs saingan:

• Jerman "longgar Isi" sistem, kang migunakake unsur bahan bakar bundher 60 mm ing diameteripun, dumadi saka dicampur saka bahan bakar lan grafit ing Nihan grafit;
• versi Amérika saka prisms hexagonal grafit sing interlock kanggo nggawe inti.

Ing kasus loro, ing adi cooling kasusun saka helium ing meksa watara 100 atmosfèré. Ing helium sistem Jerman liwat kesenjangan ing lapisan saka bundher unsur bahan bakar, lan ing US - liwat lowongan ing prisms grafit disusun bebarengan sumbu tengah saka inti reaktor. Kaloro pilihan bisa operate ing dhuwur banget Suhu, wiwit grafit nduweni suhu sublimation dhuwur banget, lan helium kimia inert rampung. helium Hot bisa digunakake langsung minangka adi ing turbin gas ing suhu dhuwur utawa panas bisa digunakke kanggo ngasilaken banyu siklus uap.

Liquid-logam reaktor nuklir: sirkuit lan asas apa

reaktor Fast karo sodium ngademake wis ditampa manungsa waé owahan ing 1960-1970 kang. Banjur iku ketoke sing kemampuan kanggo ngasilaken bahan bakar nuklir ing mangsa cedhak sing dibutuhaké kanggo gawé bahan bakar kanggo industri nuklir suwe saya apik kanthi cepet. Nalika iku dadi cetha yen pengarep-arep iki unrealistic, semangat nyusut secara ing taun 1980-an. Nanging, ing Amerika Serikat, Rusia, Prancis, Inggris, Jepang lan Jerman dibangun seri reaktor saka jinis iki. Akèh wong bisa ing uranium dioxide utawa dicampur saka plutonium dioxide. Ing Amerika Serikat, Nanging, sukses paling digayuh karo bahan bakar logam.

Candu

Kanada wis fokus upaya ing reaktor, kang nggunakake uranium alam. Iki ngilangake sing perlu kanggo pengayaan kanggo nggunakake layanan negara liyane. Asil privasi iki reaktor deuterium-uranium (Candu). Ngontrol lan cooling diproduksi banyu abot. Desain lan operasi saka reaktor nuklir migunakaké tank karo kadhemen D ₂ O ing atmosfer meksa. area aktif permeated tabung saka zirconium bahan bakar Kupfer uranium alam, liwat kang sirkulasi banyu cooling agengipun. Listrik diprodhuksi dening misahake ing transfer panas ing ngademake banyu abot, kang sumebar liwat generator uap. Uap ing daur ulang secondary banjur liwat liwat siklus turbin conventional.

fasilitas riset

Kanggo riset reaktor nuklir paling kerep digunakake, dhasare kang kasusun ing nggunakake piring cooling banyu lan bahan bakar uranium unsur ing kumpulan wangun. Saged operasi ing sawetara saka sudhut tingkat daya saka sawetara atus kilowatt kanggo megawatts. Wiwit tenaga ora adil utami reaktor riset, lagi ditondoi dening energi termal kui, lan Kapadhetan saka neutron energi nominal inti. Iku paramèter-paramèter iki bakal bantuan kanggo ngundhakke kemampuan saka reaktor riset kanggo nindakake pasinaon tartamtu. sistem kurang-daya kathah operate ing univèrsitas-univèrsitas lan digunakake kanggo latihan, lan daya dhuwur perlu ing laboratorium risèt kanggo Testing bahan lan ciri, uga kanggo riset umum.

riset reaktor paling umum nuklir, struktur lan asas saka operasi minangka nderek. area aktif dumunung ing ngisor blumbang jero amba banyu. Iki gampang persediaan pengamatan lan saluran dening kang rohé neutron bisa langsung. Ing tingkat kurang daya ana ora perlu kanggo kumpa ngademake ing, minangka kanggo njaga negara operasi aman saka konveksi alam ngademake njamin boros panas cekap. Ing panas exchanger biasane dumunung ing lumahing utawa ing sisih ndhuwur blumbang endi banyu panas wis nambah.

instalasi kapal

nggunakake Original lan utami reaktor nuklir sing dienggo ing segara. kauntungan utama iku, ing kontras kanggo sistem pembakaran bahan bakar fosil kanggo ngasilaken listrik padha ora mbutuhake udara. Akibate, silem nuklir bisa tetep submerged kanggo dangu, lan prau silem diesel-listrik conventional kudu periodik munggah menyang lumahing, kanggo mbukak Motors online sing. energi nuklir menehi kauntungan kapal Angkatan strategis. Thanks kanggo dheweke, ana ora perlu kanggo ngisi bahan bakar ing bandar manca utawa saka tanker gampang ngrugekke.

Ing asas saka operasi saka reaktor nuklir ing prau silem sing diklasifikasikaké. Nanging, kang dikenal ing Amerika Serikat migunakake uranium Highly kandungan, lan ndadeake munggah nganthi lan cooling banyu cahya. Desain reaktor pisanan silem nuklir USS Nautilus iki banget dipengaruhi dening panginstalan riset kuat. fitur unik punika wates kerja ing dhuwur banget, nyediakake periode lengkap operasi tanpa refueling lan kemampuan kanggo miwiti maneh sawise nolak. stasiun daya ing ngisor segara kudu banget sepi, supaya deteksi. Kanggo nyukupi kabutuhan tartamtu saka kelas beda saka segara-macem model saka tetanduran daya wis ditetepake.

Angkatan Laut pelaku usaha pesawat digunakake reaktor nuklir, dhasare kang pracaya bakal dijupuk saka ngisor segara paling gedhé. Details of construction lan durung diterbitake.

Kejabi Amerika Serikat, segara nuklir ing UK, Prancis, Rusia, China lan India. Ing saben cilik, desain iki ora dibeberke, nanging pracaya yen lagi kabeh banget padha - iki akibat saka syarat padha kanggo ciri technical sing. Rusia uga wis armada cilik saka icebreakers nuklir, kang diadegaké ing reaktor padha ing ngisor segara Soviet.

panginstalan industri

Kanggo produksi saka tingkat senjata plutonium-239 migunakake reaktor nuklir, dhasare kang kasusun ing dhuwur produktivitas karo energi tingkat kurang. Iki amarga kasunyatan sing long-term Tetep saka plutonium ing inti ndadékaké menyang klempakan saka bayangan ²⁴⁰ Pu.

produksi tritium

Saiki, materi utama diolehake dening sistem kuwi tritium ⁽³ H utawa T) - daya kanggo bom hidrogen. Plutonium-239 wis setengah urip dawa saka 24.100 taun, supaya negara karo senjata nuklir sing nggunakake unsur iki, minangka aturan, kudu luwih saka prelu. Ing kontras menyang ²³⁹ Pu, ing setengah gesang tritium kira 12 taun. Mangkono, kanggo njaga persediaan perlu, isotop radioaktif saka hidrogen kudu digawa metu terus-terusan. Ing AS, Kali Savannah (South Carolina), contone, wis sawetara reaktor banyu abot, kang gawé tritium.

daya ngambang

Digawe dening reaktor nuklir, saged saka nyediakake listrik lan uap panas dibusak wilayah sepi. Ing Rusia, contone, kita ketemu nggunakake sistem daya cilik, dirancang khusus kanggo ngebaki menyang pamukiman Arktik. Ing China, tanduran 10-megawatt HTR-10 Penyetor panas lan Riset Institut daya listrik, kang dumunung. Pembangunan reaktor cilik kanthi otomatis kontrol Kapabilitas padha digawa metu ing Swedia lan Kanada. Antarane taun 1960 lan 1972, US Army digunakake reaktor banyu kompak kanggo nyedhiyani dhasar remot ing Greenland lan Antartika. Padha diganti dening daya tetanduran bahan bakar lenga.

papan eksplorasi

Kajaba iku, ing reaktor dirancang kanggo daya lan gerakan ing papan. Ing wektu saka 1967 kanggo 1988, Uni Soviet ditetepake panginstalan nuklir cilik ing "Kosmos" satelit kanggo sumber peralatan lan telemetry, nanging kawicaksanan iki wis dadi target kanggo kritik. Paling ora siji saka satelit iki mlebu atmosfer bumi, nyebabake radioaktif ketularan remot wilayah Kanada. Ing Amerika Serikat dibukak mung siji satelit karo reaktor nuklir ing 1965. Nanging, proyèk ing sing dienggo ing papan misi jero, riset Mila planet utawa ing basa lunar permanen terus dikembangaké. Iki manawa dadi reaktor gas-digawe adhem utawa Cairan-logam nuklir, prinsip fisik kang nyedhiyani bisa suhu paling perlu kanggo nyilikake ukuran radiator. Uga, papan reaktor kanggo peralatan kanggo dadi kompak minangka bisa kanggo nyilikake jumlah materi digunakake kanggo shielding, lan kanggo ngurangi bobot sak Bukak lan papan pesawat. kapasitas bahan bakar bakal mesthekake operasi reaktor kanggo dadi saka pesawat ruang.