Primul nuclear reactorul a fost conceput pentru a fi utilizat în bombe pentru a genera 239Pu. După aceea, aceste reactoare sunt utilizate în scopuri diferite, cum ar fi generarea de electricitate și, de asemenea, utilizat în propulsarea navelor pentru generarea radioizotopilor și furnizarea căldurii. Există diferite tipuri de reactoare nucleare disponibile în diferite modele în care generarea de energie în aceste reactoare depinde în principal de fisiunea nucleară. Reactoarele utilizate frecvent sunt PWR (reactor cu apă sub presiune), BWR (reactor cu apă clocotită) și PHWR (reactor cu apă grea sub presiune). Acest articol discută o prezentare generală a unui reactor nuclear, a componentelor și tipurilor sale.
Ce este un reactor nuclear?
Definiție: Reactorul nuclear este un sistem esențial într-un nuclear centrală electrică . Acestea includ reacții nucleare de scurgere pentru a genera căldură folosind o metodă numită fisiune. Căldura generată poate fi utilizată pentru a produce abur pentru filare a turbină . Astfel, electricitatea poate fi generată. La nivel global, există sute de reactoare comerciale, acolo, în care peste 90 de reactoare sunt situate în SUA. Deci energia nucleară este una dintre cele mai mari surse de energie pentru electricitate fiabilă și fără carbon.
Cum funcționează un reactor nuclear?
Funcția principală a reactorului nuclear este de a controla fisiunea nucleară. Principiul de funcționare al reactorului nuclear este fisiunea nucleară și este un fel de metodă utilizată pentru divizarea atomi pentru a genera electricitate. Reactoarele nucleare folosesc uraniu care se va transforma în mici pelete ceramice și aranjate împreună în tije de combustibil. Un ansamblu de combustibil poate fi format dintr-o grămadă de peste 200 de tije de combustibil. De obicei, un nucleu al reactorului poate fi fabricat prin aceste ansambluri pe baza nivelului de putere.
În vasul unui reactor nuclear, tijele de combustibil sunt plasate în apă. Astfel încât să poată acționa ca un agent de răcire, precum și ca un mediator, pentru a ajuta la reducerea vitezei neutronilor. Acești neutroni pot fi generați prin fisiune pentru a menține reacția în lanț.
După aceea, tijele de control pot fi plasate în miezul reactorului pentru reducerea vitezei de reacție. Căldura generată prin procesul de fisiune poate transforma apa în abur pentru a roti o turbină pentru a genera electricitate fără carbon.
Componente
Esential componente ale reactorului nuclear includ în principal următoarele. Diagrama reactorului nuclear este prezentată mai jos.
Diagrama bloc a reactorului nuclear
- Miezul
- Reflector
- Tije de control
- Moderator
- Lichid de răcire
- Turbină
- Izolare
- Turnuri de răcire
- Scutire
Miezul
Miezul din reactor include combustibil nuclear pentru a genera căldura. Include uraniu cu sisteme de control și materiale structurale mai puțin îmbogățite. Forma miezului este un cilindru circular cu un diametru de la 5 la 15 metri. Miezul include o serie de știfturi de combustibil individuale.
Reflector
Reflectorul este dispus în jurul miezului pentru a reproduce partea din spate a neutronilor care se revarsă de la suprafața miezului.
Tije de control
Tija de comandă a reactorului nuclear sunt proiectate cu elemente de masă grea. Funcția principală a acestui lucru este de a absorbi neutronii. Pentru a putea continua sau opri o reacție. Principalele exemple ale acestor tije sunt plumbul, cadmiul etc.
Aceste tije sunt utilizate în principal pentru pornirea reactorului, menținerea reacției la un nivel constant și oprirea reactorului.
Moderator
Funcția principală a moderator într-un reactor nuclear este de a încetini neutronii de la niveluri ridicate de energie, precum și la viteze mari. Astfel încât să existe șansa ca neutronul să lovească tijele de combustibil va crește.
Moderatorii moderni folosiți în prezent includ în principal apă H2o, apă grea D2o, beriliu și grafit. Proprietățile moderatorului sunt că stabilitatea termică este ridicată, stabilitatea la radiații și chimică, necorozivitatea etc.
Lichid de răcire
Materialul care este utilizat pentru a transfera căldura de la combustibil la o turbină prin miez, cum ar fi apa, sodiu lichid, apă grea, heliu sau altceva este cunoscut sub numele de lichid de răcire. Caracteristica lichidului de răcire include în principal punctul de topire este scăzut, punctul de fierbere este ridicat, netoxicitate, viscozitate mai mică, stabilitatea radiației și a substanțelor chimice etc. Lichidele de răcire utilizate în mod obișnuit sunt Hg, He, Co2, H2o.
Turbină
Funcția principală a turbinei este de a transfera energia termică de la dispozitivul de răcire la electricitate.
Izolare
Izolarea separă reactorul nuclear de împrejurimi. În general, acestea sunt disponibile în formă de cupolă și proiectate cu beton de înaltă densitate și armat cu oțel.
Turn de racire
Acestea sunt utilizate de unele tipuri de centrale pentru a pune surplusul de căldură care nu poate fi schimbat în energie termică din cauza legilor termodinamice. Aceste turnuri sunt simbolurile hiperbolice pentru energia nucleară. Aceste turnuri pot genera pur și simplu vapori de apă dulce.
Scutire
Protejează oamenii care lucrează de efectul radiațiilor. În procesul de fisiune, se pot forma particule precum alfa, beta, gamma, neutroni rapid și lent. Deci, pentru a le oferi siguranță, se utilizează straturi groase de beton sau plumb în jurul reactorului. Particulele alfa și beta pot fi oprite folosind straturi groase de materiale plastice sau metale.
Tipuri de reactoare nucleare
La nivel mondial, există diferite tipuri de reactoare nucleare disponibile. Pe baza proiectării sale, folosește uraniu cu diferite concentrații utilizate pentru combustibil, moderatori pentru a întârzia procesul de fisiune și agenți de răcire pentru transferul de căldură. PWR sau reactorul cu apă sub presiune este cel mai frecvent tip de reactor.
PWR / Reactor de apă sub presiune
Aceste tipuri de reactoare sunt cele mai frecvent utilizate în întreaga lume. Folosește apă normală, atât ca moderator, cât și ca lichid de răcire. În acest sens, lichidul de răcire poate fi grăbit pentru a întrerupe apariția acestuia din vapori pentru a-l menține în timpul procesului. Pompele puternice deplasează apa folosind țevi, transferă căldura din apa fiartă într-o buclă secundară. Aburul rezultat antrenează generatorul de turbină pentru a genera electricitate.
Reactoare BWR / apă de fierbere
În aceste reactoare, războiul ușor funcționează atât ca agent de răcire, cât și ca moderator. Lichidul de răcire este pus deoparte la o presiune scăzută pentru a fierbe apa. Vaporii pot fi furnizați direct generatoarelor de turbină pentru a genera electricitate.
Reactoare cu apă grea sub presiune
Acestea sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de reactoare de tip CANDU. Aceste reactoare reprezintă aproximativ 12% din reactoarele nucleare la nivel global. Acestea sunt utilizate în principal în toate stațiile nucleare canadiene. Aceste reactoare folosesc apă grea atât ca lichid de răcire, cât și ca moderator. Ca combustibil, folosește uraniu natural deoarece, într-un reactor cu apă sub presiune, agentul de răcire poate fi utilizat pentru fierberea apei normale într-o buclă diferită.
Reactoare răcite cu gaz
Aceste reactoare sunt utilizate numai în Marea Britanie. Acestea sunt disponibile în două tipuri și anume Magnox și AGR (reactor avansat răcit cu gaz). Aceste reactoare folosesc C02 ca lichidul de răcire și grafitul ca moderatorul. Combustibilul utilizat în Magnox este uraniu natural în timp ce, în AGR, folosește uraniu îmbunătățit.
Reactoare de grafit cu apă ușoară
Aceste reactoare sunt utilizate în țara Rusia. Deci, aceste reactoare folosesc apa obișnuită ca lichid de răcire și grafit ca moderator. În reactoarele cu apă clocotită, lichidul de răcire fierbe când se alimentează în întregul reactor. Aburul generat va fi furnizat direct către generatoarele de turbine. Proiectele timpurii ale reactoarelor de tip LWG au fost utilizate frecvent fără caracteristici de securitate.
Reactoare de ameliorare rapidă
Aceste reactoare folosesc neutroni rapidi pentru a schimba materialele precum U238 și Toriu232 în materiale fisibile pentru a alimenta reactorul. Acest proces este unit cu reciclarea, care are capacitatea de a spori resursele de combustibil nuclear accesibile. Aceste reactoare funcționează în Rusia.
Reactoare modulare mici
SMR-ul modern este conceput în principal din punct de vedere economic. Aceste reactoare sunt în creștere pentru a furniza electricitate rețelelor mici de electricitate și, probabil, pentru a furniza căldură pentru industriile de resurse. Aceste reactoare pot fi utilizate și în rețele mai mari atunci când cererea crește.
Unele reactoare de tip SMR se află în etape dificile de dezvoltare, cum ar fi complet subterane, reducând utilizarea terenului, personalul și cerințele de securitate. Unele dintre aceste reactoare conțin sisteme de siguranță pasivă care funcționează până la 4 ani fără a fi reumplute
Alte tipuri de reactoare sunt CANDU, crescător rapid, toriu, apă clocotită, apă sub presiune, prismatică, sare topită, mici modulare, generatoare termice radioizotopice, reactoare de fuziune, RBMK, Magnox, pat de pietriș, răcit cu apă supercritic, AES-2006 / Reactoare de tip VVER-1000, VHTR, HTGR și Research.
Utilizări ale reactorului nuclear
aplicații ale reactorului nuclear include următoarele
- Acestea sunt utilizate la centralele nucleare pentru a genera electricitate și, de asemenea, utilizate în propulsia nucleară marină.
- Centralele nucleare furnizează energia necesară pentru a produce energie electrică.
- Acestea conduc elicele navelor altfel pentru a roti arborii generatoarelor electrice.
Astfel, este vorba despre un prezentare generală a unui reactor nuclear . În mod similar, există diferite tipuri de reactoare nucleare comerciale disponibile în întreaga lume, cum ar fi răcit cu gaz, Neutron rapid și grafit cu apă ușoară, apă sub presiune, apă clocotită, apă grea sub presiune și reactor de ameliorare rapidă. Iată o întrebare pentru dvs., care este combustibilul utilizat în PHWR?
