Erreaktore nuklearra: eragile printzipioak, eta unitate zirkuituan

Diseinatzea eta erreaktore nuklear bat oinarritutako hasieratze eta kontrola auto-sostengua erreakzio nuklearra funtzionamendua. It isotopo erradioaktiboen ekoizteko ikerketa-tresna gisa eta energia energia nuklearra landareak iturri gisa erabiltzen da.

erreaktore nuklearra: eragiketa printzipioa (laburra)

Erabiltzen diren fisio prozesua bertan nukleo astun bat bi zatiak txikiagoak zatitzen. Zati horiek oso hunkituta egoera batean daude eta neutroi, eta beste subatomiko partikula eta fotoiak igortzen. Neutroi zatiketa berriaren ondorioz, are gehiago igortzen dute, eta abar eragin dezake. etengabeko auto-sostengua kate-erreakzio izeneko disintegrations kopuru hau. Aldi berean, energiaren kopuru handi bat, horien ekoizpena energia nuklearra erabiltzearen helburua.

erreaktore nuklear bat eta zentral nuklear baten funtzionamendua printzipioa da, besteak beste kolonia splitting energiaren% 85 oso denbora laburrean barruan kaleratu erreakzioa hasi ondoren. Gainerako zatia da fisio produktuen desintegrazio erradioaktiboa sortutako, neutroi baztertu dute ondoren. Erradiaktiboa desintegrazio-prozesuan bertan atomo egoera egonkor bat iristen da. jarraitu zuen eta zatiketa ondoren.

Bonba Atomikoaren kate-erreakzio intentsitatea handitzen, material gehiena zatitu arte egingo da. Hau gertatzen da oso azkar, bat leherketak oso indartsu bonba horien ezaugarria ekoizten. Mekanismo eta erreaktore nuklear baten funtzionamendua oinarritutako katea arautzen ia etengabeko mailan erreakzioa mantenduz printzipioa. Diseinatuta dago, beraz, lehertu bonba atomikoa bezala ezin.

Chain Reaction, eta kritika

Fisika Fisio erreaktore zehazten da kate-erreakzio probabilitatea fisio nuklearra neutroi isuriaren ondoren. azkenaldiko biztanleria gutxitzen bada, zatiketa-tasa azkenean egingo zero erortzen. Kasu honetan erreaktorearen izango subcritical egoera batean egon. neutroi populazioaren etengabeko mailan mantendu bada, fisio-tasa egonkor mantenduko da. erreaktore izango baldintza kritikoa izan. Eta, azkenik, denboran zehar neutroi populazioa hazten bada, abiadura eta indarra zatituz handitu egingo da. core egoera superkritikoa bihurtzen da.

erreaktore nuklear baten funtzionamendua printzipioaren ondoan. neutroi populazioaren hasi aurretik zero hurbil. Ondoren, operadore kendu kontrol barrak core batetik, zatiketa nukleoak aldi baterako erreaktorearen bihurtzen superkritikoa estatu batean handituz. iritsi ondoren oraindik power operadore partzialki itzuli kontrol barrak, neutroi-kopuru egokituz. Gerora erreaktorearen da egoera kritikoa batean mantendu. Noiz beharrezkoa gelditzeko da, operadoreak txertatzen barrak erabat. Hau zatiketa arbuiatzen eta muina jartzen subcritical egoeran.

erreaktore mota

Dagoen energia gehiena beharrezkoa beroa sortzen da turbinak, munduko instalazio nuklearren elektrizitatea sortzeko gidatzea bertan gidatzeko. Era berean, ez dira ikerketa erreaktore askok, eta zenbait herrialdetan izan submarines edo azalera ontziak, bultzatutako atomoaren energia da.

zentral

Badira erreaktore mota honen hainbat espezie, baina oso zabalduta hartutako uraren, argiaren diseinua. Aldi berean, ur presiozko edo ura irakiten erabil daiteke. Lehenengo kasuan presio handiko likidoa berotzen core beroa eta lurrun sorgailua sartzen da. Bertan, lehen batetik beroa bigarren mailako zirkuitua pasa da, are gehiago, ur osatua. sortutako lurruna azken finean lan lurrun-turbina zikloan fluido gisa balio.

erreaktore da irakite-mota bat energia zuzeneko zikloaren printzipioa lan egiten. Ura core pasatzen, ertaina presio maila baino gehiago irakiten bat ekarri. Saturatu lurrun banatzaile sail bat igarotzen eta lehorgailuak dira erreaktorearen ontziaren ere bota, bere sverhperegretoe egoera ondorioz. Superheated lurrun ondoren, lan-likidoa, Biraka turbina gisa erabiltzen da.

Goi-tenperatura gas-hoztu

Goi-tenperatura gas-hoztu erreaktore (HTGR) - erreaktore nuklear bat, eragiketa printzipioa grafito erabilera erregai erregai eta microspheres nahasketa bat bezala oinarritzen da. Badira bi lehian diseinuak:

• Alemaniako "Loose-betetzerik" sistema, erabiltzen duten a esferiko erregai elementu 60 mm-ko diametroa, erregaia eta grafito grafito oskol batean nahaste bat osatzen dute;
• American core sortzeko interlock duten grafito bat prisma hexagonalen bertsioa.

Bi kasuetan, hozte-likidoa helioa osatzen atmosfera 100 presio pean. Alemaniako sistemaren helioa esferiko geruza hutsuneak igarotzen erregai elementuak, eta AEBetako - erreaktorearen muina ardatz nagusi batera antolatuta grafito prisma batean irekiera bidez. Bi aukera oso tenperatura altuan funtzionatzeko, grafito sublimazio oso altua tenperatura bat, eta helioa kimikoki inerteak ditu erabat geroztik. Hot helioa zuzenean erabil daiteke lan gas-turbina batean fluido gisa tenperatura altuan edo beroa lurrun zikloan ura sortzen erabil daiteke.

Liquid-metal erreaktore nuklearra: Zirkuitu eta lan printzipioa

sodio hozgarria batera Fast erreaktore arreta handia jaso du 1960-1970 hamarkadan. Ondoren erreproduzitu abilezia hori zirudien erregai nuklearra etorkizun hurbilean beharrezkoak dira erregaia ekoizteko industria nuklearra azkar eboluzionatzen bat. Noiz argi geratu zen, esperantza hori errealista da, ilusioa 1980ko waned. Hala ere, Estatu Batuak, Errusia, Frantzia, Britainia Handian, Japonia eta Alemania mota honetako erreaktore sorta bat eraiki. Gehienak uranioa dioxidoa edo plutonioa dioxido nahasketa bat lan egiteko. Estatu Batuetan, ordea, arrakasta handiena izan metal erregaia lortzen zuten.

CANDU

Kanada bere erreaktore on ahaleginak, uranioa natural erabiltzen dituzten zentratu du. Hau bere aberasteko beste herrialde zerbitzuak erabili beharra ezabatzen. politika honen emaitza den deuterio-uranioa erreaktore (CANDU) izan zen. Kontrolatzeko eta hura hozteko ur astuna ekoiztu. Diseinu eta eragiketa erreaktore nuklear bat da depositua bat erabili D hotza ₂ O dituzten presio atmosferikoa. inguruan aktiboak permeated zirkonio aleazio uranio naturala erregai, horren bidez, bere ur astuna hozte dabilen hodiak. Elektrizitatea bero ura heavy hozgarria transferentzia, zein lurrun sorgailua bidez dabilen zatituz sortutako. Bigarren begizta lurrun Orduan konbentzionalak turbina ziklo bat igarotzen.

ikerketa instalazio

Ikerketa-erreaktore nuklearra gehienetan erabiltzen da, printzipioz, horietatik ura hozte plaka eta uranioa erregai formulario batzarrak elementu erabileran datza. botere mailak aukera zabal bat jarduten kilowatt batzuk ehun batetik megawatt den gai. Geroztik, energia sortzeko ez da ikerketa erreaktore helburu nagusia da, sortutako energia termiko eta core nominala energia neutroi dentsitatea by dira ezaugarri. parametro horiek ikerketarako erreaktore baten gaitasuna ikasketak zehatzak aurrera eramateko zenbatzeko lagunduko da. Behe-power-sistemak joera unibertsitateetan funtzionatu eta prestakuntza erabiltzen dira, eta potentzia handiko beharrezkoa da ikerketa laborategietan material eta ezaugarriak probatzeko, baita ikerketa orokorrerako da.

Ohikoena ikerketa erreaktore nuklearrak, egitura eta printzipio eragiketa honela da. Bere inguruan aktiboa da ur putzu handiak sakona behealdean dago. Hau behaketa eta kanal esleipena horren bidez neutroi habe zuzendu ahal izango dira erraztu. power behe mailetan ez dago hozgarria ponpa, seguru eragile hozgarria of konbekzio natural-egoera bat mantentzeko bezala nahikoa bero gehiago xahutzen bermatzen beharrik. bero-trukagailu ohi azalean edo goiko igerilekua non ur beroa metatu da zati dago.

ontzia instalazio-

Original eta lehen nuklear erreaktore erabilera euren submarines erabiltzeko da. Haien abantaila nagusia da, erregai fosilen errekuntza-sistemak kontraste elektrizitatea sortzeko ez dute aire eskatzen. Ondorioz, itsaspeko nuklear jarraituko denbora luzez urpean daiteke, eta ohiko diesel-elektriko itsaspeko aldiro azalera igotzen behar dute, beren aire motorrak exekutatu. Energia nuklearra estrategiko abantaila Armadako ontziak ematen du. Bere esker, ez dago atzerriko portuetan edo ontzi erraz zaurgarria batetik hornitzen beharrik.

erreaktore nuklear baten funtzionamendua printzipioa itsaspeko batean sailkatuta. Hala ere, jakina da hori AEBetan oso uranioa aberastu erabiltzen du, eta dezelerazioa eta hozteko ura arin. Lehenengo erreaktore itsaspeko nuklear USS Nautilus diseinua zen biziki ikerketa instalazio indartsu eragina. Bere ezaugarri berezia oso altua erreaktibotasuna marjina dago, eragiketa luzez emanez erregaia eta gelditu ondoren berrabiarazi gaitasuna gabe. Power submarines geltokia oso lasaia izan behar du, detektatzeko saihesteko. submarines klaseak ezberdinak zentral eredu ezberdinak dira ezarri beharrei erantzuteko.

AEBetako Armadako hegazkin eramaile on erreaktore nuklearrak, printzipio horietatik uste da submarines handienetako batetik maileguan erabiltzen. Beren eraikuntza eta xehetasunak ez dira argitaratu.

Estatu Batuetako gain, submarines nuklearra, Erresuma Batua, Frantzia, Errusia, Txina eta India dira. Kasu bakoitzean, diseinua ez zegoen kontuetarako, baina uste da guztiak oso antzekoak direla - hau beren ezaugarri teknikoak eskakizun berdina ondorioa da. Errusia ere flota txiki bat du icebreakers nuklearrak, eta horrek erreaktorearen berdina Sobietar submarines bezala ezarri.

industria-instalazio

Ekoizpen-helburuetarako armak kalifikazioa Plutonio-239 erreaktore nuklear bat, printzipio horietatik maila baxua energia produktibitate handiko datza erabiltzen du. Izan ere, epe luzerako muina ere Plutonio egonaldia nahigabeko ²⁴⁰ Pu pilatzea dakar ondorioz.

tritioa ekoizpena

karga du - Gaur egun, material nagusia obtainable, sistema horren arabera tritioa ⁽³ H edo T) da hidrogenoa bonba. Plutonio-239 24.100 urteko erdibizitza luzea, beraz, arma nuklearrak elementu hau erabiltzen duten, oro har, herrialde bat du, behar baino gehiago izan. ²³⁹ Pu kontrastea, eta tritioa erdibizitza 12 urte ingurukoa da. Horrela, beharrezko inbentarioa mantentzeko, hidrogenoaren isotopo erradioaktiboa hau egin behar da etengabe. AEBetan, Savannah River (South Carolina), adibidez, hainbat ur astuna erreaktore, tritioa sortzen ditu.

ur gaineko boterea

erreaktore nuklearra sortua, elektrizitatea eta lurruna berogailu emateko gai da ezabatu eremuetan isolatua. Errusian, adibidez, potentzia sistemak txiki erabilera, to the Arctic likidazioak erantzuteko bereziki diseinatu aurkitu dugu. Txinan, 10 megawatt landare HTR-10 hornidura berotzeko eta energia elektrikoa ikerketa institutu, bertan kokatzen da. erreaktore txiki automatikoki antzeko gaitasunak kontrolatzen garapena burutzen dira Suedian eta Kanadan. 1960 eta 1972 urteen artean, AEBetako Armada erabilitako ura trinko erreaktore Groenlandia eta Antartida urruneko baseak emateko. Dute erregai-olioa zentral ordeztu ziren.

espazio esplorazioa

Horrez gain, erreaktore botere eta mugimendua espazioan diseinatu ziren. 1967 bitarteko epean, 1988 aldera, Sobietar Batasunaren ezarritako a instalazio nuklearren txiki "Kosmos" sateliteak on ekipo eta telemetria hornitzeko, baina politika hori kritika helburu bihurtu da. Gutxienez sateliteak hauetako bat Lurraren atmosferan sartu, kutsadura erradioaktiboa urruneko Kanada arlo eragiten. Estatu Batuetako satelite bat bakarrik jarri zuen martxan erreaktore nuklear batekin 1965ean. Hala ere, beren espazio sakon misioak, tripulatutako ikerketa beste planeta edo ilargi base iraunkor bat erabiltzeko proiektuak garatuko jarraitzeko. Hau da, ziur gas-hoztu edo likido-metal nuklearreko erreaktore bat, printzipio fisikoak horietatik eskaintzen altuena posible beharrezkoa tenperatura erradiadorearen tamaina gutxitzeko izan. Era berean, erreaktore ekipamendua espazio trinko bezala izan nahi du ahalik eta estali erabilitako material kopuru gutxitzeko, eta pisua murrizteko abian jarri eta espazio hegaldi zehar. Erregai edukiera erreaktorearen funtzionamendua bermatuko du espazio hegaldiaren iraupena.