Nikleyè raktor: opere prensip, ak kous la inite

Conception, ak operasyon nan yon raktor nikleyè ki baze sou inisyalizasyon ak kontwòl pwòp tèt ou-soutni reyaksyon an nikleyè. Yo itilize li kòm yon zouti rechèch pou pwodiksyon an nan izotòp radyo-aktif ak kòm yon sous enèji pou plant fòs nikleyè.

Nikleyè raktor: prensip la nan operasyon (kout)

Itilize dokiman sa a pwosesis fisyon nan ki yon nwayo lou fractionne nan de pi piti fragman. fragman sa yo se nan yon eta trè eksite ak emèt netwon, ak lòt patikil sibatomik ak foton. Netwon ka lakòz nouvo divizyon kòm yon rezilta nan kote y ap emèt menm plis, ak sou sa. Sa a kontinyèl oto-soutni kantite disintegrations rele reyaksyon chèn. An menm tan an, yon gwo kantite enèji, pwodiksyon an nan ki se bi a yo itilize a nan fòs nikleyè.

Prensip la nan operasyon nan yon raktor nikleyè ak yon izin enèji nikleyè se sa yo ki se 85% nan enèji nan koloni divize lage nan yon tan trè kout apre kòmansman an nan reyaksyon an. Se yon pati nan rete ki te pwodwi pa pouri anba tè a radyo-aktif nan pwodwi fisyon, apre yo fin rejte netwon. Dezentegrasyon radyo-aktif se pwosesis la nan ki atòm a rive nan yon eta fiks. Li te kontinye ak apre divizyon.

Reyaksyon an bonm chèn atomik ogmante nan entansite, jouk pi fò nan materyèl la pral fann. Sa rive trè byen vit, pwodwi yon eksplozyon trè pwisan karakteristik nan bonm sa yo. Mekanis ak operasyon nan yon raktor nikleyè ki baze sou prensip la nan kenbe reyaksyon an chenn sou yon reglemante nivo prèske konstan. Li se fèt pou ke eksploze kòm atomik bonm pa kapab.

Reyaksyon chèn ak kritik

se Fizik fisyon raktor detèmine ke yon pwobabilite reyaksyon chèn apre fisyon nikleyè netwon emisyon. Si ki sot pase popilasyon diminye, pousantaj moun ki nan divizyon nan fen a pral tonbe a zewo. Nan ka sa a raktor a pral nan yon eta subcritical. Si se popilasyon an netwon konsève nan yon nivo konstan, pousantaj moun ki fisyon ap rete estab. raktor a pral nan yon kondisyon kritik. Epi finalman, si sou tan popilasyon an netwon ap grandi, divize vitès la ak pouvwa ap ogmante. eta nwayo vin ipèrkritik.

Prensip la nan operasyon nan yon raktor nikleyè kap vini an. Anvan ou kòmanse popilasyon an netwon se fèmen nan zewo. Lè sa a, operatè retire branch yo kontwòl soti nan nwayo a, li ogmante am yo divizyon ki pou yon ti tan konvèti raktor la nan yon eta ipèrkritik. Apre rive operatè yo pouvwa rated an pati tounen branch kontwòl, ajiste kantite lajan an nan netwon. Imedyatman se raktor la konsève nan yon kondisyon kritik. Lè li nesesè yo sispann, operatè a foure branch konplètman. Sa a reprim divizyon an epi mete nwayo a nan eta subcritical.

kalite réacteurs

Pifò nan enèji a ki deja egziste se génération chalè a nesesè nan kondwi turbin, ki kondwi dèlko nan elektrisite nan enstalasyon nikleyè nan mond lan. Epitou, gen anpil réacteurs rechèch, ak kèk peyi gen soumarin oswa bato sifas, kondwi pa enèji a nan nwayo yon atòm an.

plant pouvwa

Gen espès plizyè nan sa a ki kalite raktor, men lajman adopte konsepsyon nan dlo limyè. Nan vire, li kapab itilize nan dlo espresyon oswa dlo bouyi. Nan pwemye ka a likid la presyon ki wo chofe pa chalè a nan nwayo a ak antre nan dèlko a vapè. Gen, se chalè a soti nan nan prensipal nan kous la segondè pase, plis comprenant dlo. vapè nan pwodwi finalman sèvi kòm likid la ap travay nan sik nan vapè turbine.

raktor a se yon kalite bouyi ap travay sou prensip la nan sik enèji dirèk. Dlo pase nan nwayo a, te pote nan yon bouyi sou nivo presyon medyòm. Satire vapè pase nan yon seri de separateur ak sechwa yo dispoze nan veso a raktor, sa ki lakòz nan eta sverhperegretoe li yo. se surchofe vapè Lè sa a, itilize kòm likid la ap travay, turbine a wotasyon.

High-tanperati gaz-frèt

High-tanperati gaz-refwadi raktor (HTGR) - yon reaktè nikleyè, se prensip la nan operasyon ki baze sou itilize nan grafit kòm yon melanj gaz nan gaz ak mikrosfèr. Gen de desen konpetisyon:

• Alman "ki lach-plen vant" sistèm, ki itilize yon eleman gaz esferik 60 mm an dyamèt, ki fòme ak yon melanj de gaz ak grafit nan yon kokiy grafit;
• vèsyon an Ameriken an yon pris grafit egzagonal ki interrupteur yo kreye nwayo a.

Nan de ka, likid la refwadi konsiste de elyòm anba yon presyon nan sou 100 atmosfera. sistèm elyòm Alman an pase nan twou vid ki genyen yo nan kouch nan esferik eleman gaz, ak nan peyi Etazini - nan ouvèti nan pris yo grafit ranje ansanm aks santral la nan nwayo a raktor. Tou de opsyon ka opere nan tanperati trè wo, depi grafit a gen yon tanperati sublime ekstrèmman wo, ak pwodui chimik inaktif elyòm konplètman. ka cho elyòm dwe itilize dirèkteman kòm yon likid ap travay nan yon turbine gaz nan yon tanperati ki wo oswa ka chalè dwe itilize pou génération sik vapè dlo.

Likid-metal nikleyè raktor: kous ak prensip k ap travay

réacteurs vit ak awozaj sodyòm te resevwa konsiderab atansyon nan la a 1960-1970. Lè sa a, li te sanble ke kapasite yo nan repwodui gaz nikleyè yo nan fiti prè oblije pwodwi gaz pou yon rapidman en endistri nikleyè. Lè li te vin klè ke tann sa a se ireyèl, antouzyasm dekline nan ane 1980 yo. Sepandan, nan peyi Etazini, Larisi, Frans, Grann Bretay, Japon ak Almay bati yon seri de réacteurs nan kalite sa a. Pifò nan yo travay sou gaz iranyòm oswa yon melanj de gaz plitonyòm. Nan peyi Etazini an, sepandan, siksè nan pi gran te reyalize ak gaz an metal.

CANDU

Kanada te konsantre efò li sou réacteurs yo, ki sèvi ak natirèl iranyòm. Sa a elimine bezwen an pou anrichisman li yo yo sèvi ak sèvis sa yo nan lòt peyi yo. Rezilta a nan règleman sa a te raktor la deteryom-iranyòm (CANDU). Kontwole ak frechè li pwodui dlo lou. Conception, ak operasyon nan yon raktor nikleyè se sèvi ak yon tank ak frèt D ₂ O nan presyon atmosferik. Aktif zòn répandu tib nan ZIRCONIUM gaz alyaj nan iranyòm natirèl, nan ki sikile refwadisman dlo lou li yo. se Elektrisite ki te pwodwi pa divize transfè a chalè nan lou awozaj dlo, ki se sikile nan dèlko a vapè. vapè a nan bouk la segondè Lè sa a, pase nan yon sik turbine konvansyonèl yo.

fasilite rechèch

Pou se rechèch nikleyè raktor pi souvan itilize, prensip la nan ki gen ladann nan itilize nan plak dlo refroidissement ak gaz iranyòm eleman nan fòm legliz yo. Ki kapab opere nan nan yon pakèt domèn nivo pouvwa soti nan yon kèk santèn kilowat megawatt. Depi pouvwa jenerasyon se pa objektif la prensipal nan réacteurs rechèch yo, yo yo karakterize pa enèji tèmik pwodwi, ak dansite menm lè a nan netwon yo debaz enèji nominal. Li se paramèt sa yo pral ede bay kantite kapasite a nan yon raktor rechèch pote soti nan etid espesifik. sistèm ki ba-pouvwa yo gen tandans opere nan inivèsite ak yo te itilize pou fòmasyon, epi li se gwo pouvwa nesesè nan laboratwa rechèch pou fè tès materyèl ak karakteristik, osi byen ke pou rechèch jeneral.

rechèch pi komen nikleyè raktor a, estrikti a ak prensip nan operasyon se jan sa a. se zòn aktif li yo ki sitiye nan pati anba a nan gwo pisin gwo twou san fon nan dlo. Sa a fasilite obsèvasyon ak chanèl alokasyon pa ki travès yo netwon ka dirije. Nan nivo ki ba pouvwa pa gen okenn bezwen nan ponp awozaj la, menm jan yo kenbe yon eta san danje opere nan konveksyon natirèl la nan awozaj asire ase dispersion chalè. se echanjeur nan chalè anjeneral ki sitiye sou sifas la oswa nan pati a anwo nan pisin lan ki kote dlo a cho akimile.

bato enstalasyon

Original ak prensipal pou sèvi ak réacteurs nikleyè se sèvi ak yo nan soumarin yo. avantaj prensipal yo se ke, nan Kontrèman a sistèm ki degaje konbisyon gaz fosil pou génération elektrisite yo pa mande pou lè. Kontinwe, ka soumaren nikleyè rete submerged pou yon tan long, ak konvansyonèl soumaren dyezèl-elektrik dwe detanzantan monte nan sifas la, nan kouri motè lè yo. enèji nikleyè bay yon avantaj èstratejik Marin bato. Gras a li, pa gen okenn bezwen met gaz nan pò etranje oswa nan gaz fasil vilnerab.

Prensip la nan operasyon nan yon raktor nikleyè sou yon soumaren pour. Sepandan, li se li te ye ke nan USA a li itilize trè rich iranyòm, ak frenaj a ak refwadisman se dlo limyè. Te desen an nan premye reaktè nikleyè soumaren la USS Nautilus fòtman enfliyanse pa enstalasyon rechèch pwisan. karakteristik inik li se Marge nan reaction trè wo, bay yon peryòd pwolonje nan operasyon san yo pa ravitaye ak kapasite nan rekòmanse apre yo fin kanpe. estasyon pouvwa nan soumarin dwe pran anpil trankil, pou fè pou evite deteksyon. Pou satisfè bezwen espesifik sa yo nan klas diferan nan soumarin modèl diferan nan plant pouvwa yo te etabli.

US Navy sou avyon transpòtè itilize nikleyè raktor, prensip la nan ki se kwè yo dwe prete nan men soumarin yo pi gwo. Detay yo de konstriksyon yo epi yo pa gen te pibliye.

Anplis Etazini yo, soumarin nikleyè yo nan UK, Lafrans, Larisi, Lachin nan ak peyi Zend. Nan chak ka, desen an pa te devwale, men li se kwè ke yo, yo tout sanble anpil - sa a se yon konsekans nan kondisyon yo menm pou karakteristik teknik yo. Larisi tou te gen yon ti flòt nan icebreakers nikleyè, ki te etabli raktor la menm jan ak nan soumarin Sovyetik.

enstalasyon endistriyèl

Pou rezon nan pwodiksyon nan klas zam plitonyòm-239 itilize yon raktor nikleyè, prensip la nan ki gen ladann nan pwodiktivite segondè ak enèji nivo ki ba. Sa a se akòz lefèt ke alontèm rete nan plitonyòm nan nwayo a mennen nan akumulasyon nan vle ²⁴⁰ pu.

pwodiksyon de trituen

Kounye a, materyèl la prensipal ka jwenn pa sistèm sa yo se trituen ⁽³ H oswa T) - chaj la pou bonm idwojèn. Plitonyòm-239 gen yon long mwatye lavi nan 24.100 ane, se konsa yon peyi ki gen zam nikleyè ki itilize sa a eleman, tankou yon règ yo, yo gen li pi plis pase sa nesesè. Nan contrast nan ²³⁹ pu a, demi-lavi a nan trituen se sou 12 ane sa yo. Se konsa, yo kenbe envantè ki nesesè yo, sa a izotòp radyo-aktif nan idwojèn dwe te pote soti kontinyèlman. Nan peyi Etazini an, larivyè Lefrat la Savannah (South Carolina), pou egzanp, gen plizyè réacteurs dlo lou, ki pwodwi trituen.

k ap flote pouvwa

Ki te kreye pa réacteurs nikleyè, ki kapab bay elektrisite ak vapè chofaj efase zòn izole. Nan Larisi, pou egzanp, nou jwenn itilize nan sistèm pouvwa piti, ki fèt espesyalman pou founi nan R & egravegleman yo Arctic. Nan Lachin, 10-megawatt plant HTR-10 materyèl yo chalè ak pouvwa elektrik Research Institute, nan ki li ye a. yo Devlopman nan réacteurs ti otomatikman kontwole ak kapasite menm jan an te pote soti nan Lasyèd ak Kanada. Ant 1960 ak 1972, US Army la itilize réacteurs dlo kontra enfòmèl ant bay baz aleka nan Greenland ak Antatik. Yo te ranplase pa plant pouvwa gaz-lwil oliv.

eksplorasyon espas

Anplis de sa, réacteurs yo te fèt pou pouvwa ak mouvman nan espas. Nan peryòd ki soti nan 1967 1988, Inyon Sovyetik te etabli yon ti enstalasyon nikleyè sou "Kosmos" satelit yo bay ekipman ak Telemetry, men règleman sa a te vin devni yon sib pou kritik. Omwen youn nan satelit sa yo te antre nan atmosfè Latè a, sa ki lakòz radyo-aktif kontaminasyon zòn rekile nan Kanada. Etazini te lanse yon sèl satelit ak yon reaktè nikleyè nan 1965. Sepandan, pwojè sou sèvi ak yo nan misyon espas gwo twou san fon, lòm rechèch lòt planèt oswa sou yon baz pèmanan linè kontinye ap devlope. Sa a se asire w ke ou gen yon raktor gaz-frèt oswa likid-metal nikleyè, prensip fizik yo nan ki bay tanperati a pi wo posib nesesè pou misyon pou minimize gwosè a nan radyatè a. Epitou, espas ki la raktor pou ekipman yo dwe kòm kontra enfòmèl ant ke posib pou misyon pou minimize kantite lajan an nan materyèl yo itilize pou pwoteksyon an, ak diminye pwa a pandan lansman ak espas vòl. kapasite gaz pral asire operasyon nan raktor a pou dire a nan vòl nan espas.