Нуклеарни реактор: принцип рада, а јединица коло

Пројектовање и рад нуклеарног реактора на основу покретања и контроле самоодрживу нуклеарне реакције. Користи се као истраживачки алат за производњу радиоактивних изотопа и као извор енергије за нуклеарне електране.

Нуклеарни реактор: принцип рада (кратка)

Овде коришћен фиссион процес у коме тешки језгро дели у две мање фрагменте. Ови фрагменти су у веома узбуђени стању и емитују неутрона и друге субатомске честице и фотоне. Неутрони могу изазвати нове поделе, као резултат тога су емитоване још више, и тако даље. Овај непрекидни самофинанцирајућа број дезинтеграција називају ланчане реакције. Истовремено, велика количина енергије, производња чији је циљ коришћења нуклеарне енергије.

Принцип рада нуклеарног реактора и нуклеарне електране је таква да 85% од колоније подјеле енергије се ослобађа у врло кратком времену после почетка реакције. Преостали дио производи радиоактивног распада фисионих продуката, пошто су одбацили неутрона. Радиоактивног распада је процес у коме атом достиже стабилно стање. Он је наставио и после поделе.

Атомска бомба ланчана реакција повећава интензитет, док већи део материјала ће бити подељени. Ово се дешава врло брзо, производећи изузетно јак експлозије карактеристичне таквих бомби. Механизам и рад нуклеарног реактора заснован на принципу одржавања ланчану реакцију на регулисаном скоро константном нивоу. Дизајниран је тако да експлодира као атомска бомба не могу.

Ланац реакција и критика

утврђује физика фиссион реактор да ланчану реакцију вероватноће након нуклеарне фисије неутронске емисије. Ако недавно становништво смањује, стопа поделе на крају ће пасти на нулу. У овом случају реактор ће бити у субкритичном стању. Ако неутрона популација одржава на константном нивоу, стопа фисија остати стабилни. Реактор ће бити у критичном стању. И на крају, ако се током времена неутрон популација расте, дељењем брзину и снагу ће се повећати. језгро држава постаје наткритична.

Принцип рада нуклеарног реактора следеће. Пре почетка неутрона становништво је близу нуле. Затим оператери уклоните контролне шипке из језгра, повећава подјели језгра које привремено претвара реактор у суперкритичном стању. Након достизања оцењене оператери моћи делимично вратио контролних шипки, подешавање висине неутрона. Затим реактор одржава у критичном стању. Када је потребно да се заустави, оператор потпуно убацује шипке. Ово потискује поделу и ставља језгро у субкритичном стању.

врсте реактора

Већина постојећих енергије генерише топлоту потребну за вожњу турбина, које покрећу генераторе електричне енергије нуклеарних постројења у свету. Такође, постоје многи истраживачких реактора, а неке земље имају подморнице или површинске бродове, вођен енергије атома.

електране

Постоји неколико врста овог типа реактора, али широко прихваћен дизајн светла воде. Заузврат, она може да се користи у воде под притиском или кључале воде. У првом случају течности под високим притиском загрева загревањем језгра и улази у генератор паре. Тамо топлота са примарног на секундарни круг се преноси, даље садржи воду. Генерисани паре на крају служи као радни флуид у парне турбине циклуса.

Реактор је тип кључања ради на принципу директног енергетског циклуса. Вода пролази кроз језгро, доведена до кључања изнад средњег нивоа притиска. Засићене паре пролази кроз низ сепаратора и сушаре се одлаже у реактора, те његово сверхперегретое стању. Прегрејане паре се потом користи као радни флуид, ротирајућег турбине.

Високе температуре гас-цоолед

гас-цоолед реацтор Хигх-температуре (ХТГР) - нуклеарни реактор, принцип рада заснива се на коришћењу графита као горива смеша горива и микросфера. Постоје две конкурентске дизајна:

• Немачки "Лоосе-филл" систем, који користи сферни горивни елементи 60 мм у пречнику, који се састоји од мешавине горива и графита у графитне схелл;
• Америчка верзија графита хексагоналних призми које Ибердек да створи језгро.

У оба случаја, течност за хлађење се састоји од хелијума под притиском од око 100 атмосфера. Немачки систем хелијума кроз пролазе у слоју сферних елемената горива, ау САД - кроз отворе у графитних призми постављених дуж централне осе језгра реактора. Обе опције могу радити на веома високим температурама, јер графита има изузетно високу температуру сублимацијом и хемијски инертни хелијум у потпуности. Хот хелијум може користити директно као радни флуид у гасну турбину на високој температури или топлота може бити искоришћена за генерисање паре циклуса воде.

Ликуид-метал нуклеарни реактор: склоп анд принцип рада

Фаст реактори са натријум хлађење је добила значајну пажњу у 1960-1970-их. Тада се чинило да је њихова способност да репродукује нуклеарног горива у блиској будућности је потребно да се произведе гориво за брзо развија нуклеарну индустрију. Када је постало јасно да је ово очекивање је нереално, ентузијазам ослабио у 1980. Међутим, у Сједињеним Америчким Државама, Русији, Француској, Великој Британији, Јапан и Немачка гради низ реактора овог типа. Већина њих ради на уранијум-диоксида или смеши плутонијум диоксида. У Сједињеним Америчким Државама, међутим, највећи успех је постигнут са металним горивом.

КАНДУ

Канада је фокусирана своје напоре на реактора, који користе природни уран. Ово елиминише потребу за обогаћивање да користе услуге других земаља. Резултат такве политике био је реактор деутеријум-уран (КАНДУ). Контролишу и хлађењу производи тешке воде. Конструкција и рад нуклеарног реактора јесте коришћење тенк са хладном Д ₂ О на атмосферском притиску. Активна површина прожет цеви од цирконијум легуре горива природног уранијума, кроз који циркулише хлађење своју тешку воду. Електрична енергија се производи дељењем пренос топлоте у тешке воде расхладне течности, која циркулише кроз генератор паре. Пара у секундарном петљи затим пролази кроз конвенционалног турбине.

истраживачки објекти

За се најчешће користи истраживања нуклеарни реактор, принцип који се састоји у коришћењу воденог хлађења плоча и горива уранијум елемената у скупштинама обрасца. Способан да ради у широком спектру нивоа снаге од неколико стотина киловата до мегавата. Пошто повер генератион није примарни циљ истраживачких реактора, карактерише их топлотне енергије произведене и густином основних номиналних енергетских неутрона. То је ови параметри ће помоћи да се квантификују способност истраживачког реактора за обављање посебне студије. системи лов-повер имају тенденцију да раде на универзитетима и користе се за тренинг, а велике снаге је потребно у истраживачким лабораторијама за испитивање материјала и карактеристика, као и за опште истраживање.

Најчешћи истраживање нуклеарни реактор, структура и принцип рада је следећи. Њена активна област се налази у дну великог дубоког базена са водом. Ово олакшава посматрање и канала доделу којим неутронске греде могу упутити. На ниским нивоима снаге нема потребе да се пумпа расхладне течности, како би се одржала сигурно оперативни стање природне конвекције на хлађење обезбеђује довољну одвођење топлоте. Измењивач топлоте се обично налази на површини или у горњем делу базена где је акумулирана топла вода.

брод инсталација

Оригинал и примарна употреба нуклеарног реактора је њихова употреба у подморницама. Њихова главна предност је што, за разлику од система за сагоревање фосилних горива за производњу струје они не захтевају ваздух. Сходно томе, нуклеарна подморница може остати под водом дуже време, и конвенционални дизел-електрични подморница мора периодично испливају на површину, да воде своје ваздушне моторе. Нуклеарна енергија пружа стратешку предност бродовима. Захваљујући њој, нема потребе да се напуне за страним лукама или лако рањиве танкера.

Принцип рада нуклеарног реактора на подморници класификовати. Међутим, познато је да у САД користи високо обогаћени уранијум, а успоравање и хлађење је лака вода. Дизајн првог реактора нуклеарне подморнице УСС Наутилус је под јаким утицајем моћних истраживачких инсталација. Његова јединствена особина је веома висока реактивност маргина, пружајући продужени период рада без пуњење горива и способности да поново покренули после заустављања. Електрана у подморницама мора бити веома тихи, да би избегли откривање. Да би се задовољиле специфичне потребе различитих класа подморница различити модели електрана су успостављене.

Америчка морнарица на носачима авиона користи нуклеарни реактор, од којих је принцип се верује да позајмљен од највећих подморница. Детаљи њихове изградње и нису објављени.

Поред САД, нуклеарне подморнице су у Великој Британији, Француској, Русији, Кини и Индији. У сваком случају, дизајн није обелодањено, али се верује да су сви веома слични - ово је последица истих услова за њихово техничким карактеристикама. Русија има малу флоту нуклеарних ледоломаца, који је установљен исти реактор као у совјетским подморницама.

индустријска постројења

За потребе производње од разреда оружја плутонијума-239 користи нуклеарни реактор, од којих је принцип се састоји у високу продуктивност са ниским енергетским нивоима. То је због чињенице да је за дугорочни боравак плутонијума у језгру доводи до акумулације нежељеног ²⁴⁰ Пу.

производња трицијума

Тренутно, главни материјал може добити таквих система трицијум ^(3Х ор Т) - накнада за водоника бомбе. Плутонијум-239 има дуг полуживот од 24,100 година, тако да земљу са нуклеарним оружјем које користе овај елемент, као по правилу, имају је више него што је потребно. За разлику од ²³⁹ Пу, полу-живот трицијума је око 12 година. Тако, да одржи потребну залиха, ова радиоактивни изотоп водоника се мора спроводити континуирано. У САД, реке Саваннах (Соутх Царолина), на пример, има неколико реактора тешке воде, које производе трицијум.

флоатинг снага

Цреатед би нуклеарних реактора, способан да обезбеди струју и парно грејање брише изолованих области. У Русији, на пример, пронашли смо употреба малих енергетских система, специјално дизајниран за регрутовање на Арктик насеља. У Кини, на 10 мегавата постројења ХТР-10 прибор загрејати и истраживање електричне енергије институт, у коме се налази. Развој малих реактора аутоматски контролисани са сличним могућностима су спроведена у Шведској и Канади. У периоду од 1960. до 1972. године, америчка војска користи компактне реактора водом за даљинске базе на Гренланду и Антарктику. Они су замењени лож уље електранама.

Спаце Екплоратион

Поред тога, реактори су дизајнирани за власт и кретање у простору. У периоду од 1967. до 1988. године, Совјетски Савез успоставили мали нуклеарних постројења на "Космос" сателита за снабдевање опремом и телеметрију, али политика је постала мета критика. Најмање један од ових сателита ушао у Земљину атмосферу, због чега радиоактивне контаминације удаљених подручја Канаде. Сједињене Државе су покренуле само један сателит са нуклеарном реактору 1965. године. Међутим, пројекти на њихову употребу у дубоком свемиру мисијама, са људском посадом истраживања других планета или на сталној лунарни базе и даље да се развија. Ово ће сигурно бити гас-цоолед или течност-метал нуклеарни реактор, чији су физички принципи дају највећи могући температуру потребну за минимизира величину радијатора. Исто тако, реактор простор за опрему да буде што компактнија да се минимизира количину материјала који се користи за заштитом, као и да смањи тежину током лансирања и свемирског лета. Капацитет горива ће осигурати рад реактора за време трајања свемирских летова.