Réaktor nuklir: prinsip operasi, sarta sirkuit Unit

Jurnalisme sarta operasi réaktor nuklir dumasar kana initialization jeung kontrol réaksi nuklir timer sustaining. Hal ieu dipaké salaku alat panalungtikan pikeun ngahasilkeun isotop radioaktif jeung salaku hiji sumber tanaga pikeun pembangkit listrik nuklir.

Réaktor nuklir: prinsip operasi (pondok)

Dipaké dieu prosés fisi nu inti beurat splits kana dua popotongan leutik. popotongan ieu dina kaayaan bungah kacida sarta emit neutron, sarta partikel subatomik séjénna sarta foton. Neutron bisa ngabalukarkeun bagean anyar salaku hasil tina nu sipatna dipancarkeun malah leuwih, jeung saterusna. Ieu kontinyu angka timer sustaining of disintegrations disebutna réaksi ranté. Dina waktu nu sarua, loba tanaga, produksi tina nu tujuan pamakéan kakuatan nuklir.

Prinsip operasi réaktor nuklir sarta PLTN nya sapertos anu 85% tina énergi koloni bengkahna dileupaskeun dina waktu anu pohara pondok sanggeus mimiti réaksina. Bagian sésana dihasilkeun tina buruk radioaktif produk fisi, sanggeus maranéhna ditampik neutron. buruk radioaktif teh proses nu atom ngahontal kaayaan ajeg. Anjeunna terus sarta sanggeus division.

The atom réaksi ranté bom naek di inténsitas, dugi lolobana bahan bakal dibeulah. Ieu kajadian kacida gancangna, ngahasilkeun hiji ngabeledugna pisan kuat karakteristik bom misalna. Mékanisme jeung operasi réaktor nuklir dumasar kana prinsip ngajaga réaksi ranté dina tingkat ampir konstan diatur. Hal ieu dirarancang supaya ngabitukeun bom sakumaha atom teu tiasa.

Ranté Réaksi jeung kritik

reaktor Fisika fisi ditangtukeun yén kamungkinan réaksi ranté sanggeus émisi neutron fisi nuklir. Lamun populasi panganyarna nurun, laju division di tungtung bakal tumiba ka nol. Dina hal ieu reaktor nu bakal dina kaayaan subcritical. Lamun populasi neutron dijaga dina tingkat konstan, laju fisi bakal tetep stabil. reaktor nu bakal dina kaayaan kritis. Sarta pamustunganana, lamun ngaliwatan waktu populasi neutron tumuwuh, ngabagi laju sarta kakuatan bakal nambahan. kaayaan core janten supercritical.

Prinsip operasi réaktor nuklir salajengna. Sateuacan ngawitan populasi neutron deukeut ka enol. Lajeng, operator nyabut rod kontrol ti inti, ngaronjatna cores division anu samentara ngarobah reaktor dina kaayaan supercritical. Sanggeus ngahontal operator daya dipeunteun sabagean balik rod kontrol, nyaluyukeun jumlah neutron. Salajengna reaktor nu dijaga dina kaayaan kritis. Lamun perlu eureun, operator anu inserts rod lengkep. Ieu suppresses division tur nyimpen inti dina kaayaan subcritical.

rupa Réaktor

Kalolobaan énergi aya anu generating panas perlu ngajalankeun PLTMH, anu ngajalankeun Generators listrik tina pamasangan nuklir di dunya. Ogé, aya loba Réaktor panalungtikan, jeung sababaraha nagara gaduh kapal selam atawa kapal permukaan, disetir ku énergi atom.

pembangkit listrik

Aya sababaraha spésiés tipe ieu reaktor, tapi lega diadopsi desain cai lampu. Kahareupna éta bisa dipaké dina cai pressurized atanapi cai nu ngagolak. Dina kasus nu pertama cairan tekanan tinggi dipanaskeun ku panas inti na diasupkeun kana generator uap. Aya, panas ti primér jeung circuit sekundér ieu kaliwat, salajengna Wanadri cai. uap nu dihasilkeun pamustunganana fungsi minangka cairan gawe dina siklus turbin uap.

reaktor mangrupa tipe golak jalan dina prinsip siklus énergi langsung. Cai ngaliwatan inti, dibawa ka kulub leuwih tingkat tekanan sedeng. Jenuh uap ngaliwatan runtuyan separators na dryers anu disposed dina wadah reaktor, hasilna kaayaan sverhperegretoe na. Superpanas uap anu lajeng dipaké salaku cairan gawe, anu turbin puteran.

gas-tiis-suhu luhur

reaktor-suhu luhur gas-tiis (HTGR) - réaktor nuklir, prinsip operasi anu dumasar kana pamakéan grafit salaku campuran bahan bakar suluh na microspheres. Aya dua desain competing:

• Jerman "Leupas-eusian" Sistim nu ngagunakeun elemen suluh buleud 60 mm diaméterna, diwangun ku campuran bahan bakar jeung grafit dina cangkang grafit;
• versi Amérika of a prisms héksagonal grafit nu interlock mun nyieun inti.

Dina duanana kasus, cairan cooling ngawengku hélium dina hiji tekanan ngeunaan 100 atmospheres. The hélium Sistim Jerman pas ngaliwatan sela dina lapisan buleud elemen suluh, na di AS - ngaliwatan bukaan di prisms grafit disusun sapanjang sumbu sentral bagian inti reaktor. Duanana pilihan tiasa beroperasi dina suhu luhur pisan, saprak grafit nu boga suhu sublimation pisan tinggi, sarta hélium kimia mulya lengkep. hélium panas bisa dipaké langsung salaku cairan gawe dina turbin gas dina hawa tinggi atawa panas bisa garapan pikeun generating cai siklus uap.

Cair-logam réaktor nuklir: circuit sarta prinsip gawé

Réaktor gancang jeung natrium coolant geus narima perhatian considerable dina 1960-1970 urang. Mangka seemed yén pangabisa maranéhna pikeun baranahan suluh nuklir dina mangsa nu bakal datang anu diperlukeun pikeun ngahasilkeun suluh pikeun industri nuklir ngembang pesat. Nalika eta janten jelas nu frékuénsi ékspéktasi ieu unrealistic, minat waned dina 1980. Sanajan kitu, di Amérika Serikat, Rusia, Prancis, Inggris, Jepang jeung Jerman diwangun runtuyan Réaktor tina tipe ieu. Kalobaannana dianggo dina uranium dioksida atawa campuran plutonium dioksida. Di Amérika Serikat kitu, sukses greatest ieu kahontal kalawan suluh logam.

CANDU

Kanada geus fokus usaha na dina réaktor nu make uranium alam. Ieu eliminates butuh pengayaan -na pikeun nganggo jasa nagara séjén. Hasil tina kawijakan ieu reaktor deuterium-uranium (CANDU). Ngadalikeun sarta cooling eta dihasilkeun cai beurat. Jurnalisme sarta operasi réaktor nuklir nyaéta ngagunakeun tank hiji kalawan tiis D ₂ O dina tekenan atmosfir. aréa aktif permeated tabung of zirconium suluh alloy uranium alam, ngaliwatan nu circulates cooling cai beurat na. Listrik dihasilkeun ngabagi mindahkeun panas dina coolant cai beurat, anu geus medar ngaliwatan generator uap. The uap di loop sekundér lajeng ngaliwatan hiji siklus turbin konvensional.

fasilitas ieu panalungtikan

Pikeun panalungtikan réaktor nuklir ieu paling mindeng dipaké, prinsipna nu diwangun dina ngagunakeun plat cooling cai jeung bahan bakar uranium elemen dina rakitan formulir. Sanggup operasi dina rupa-rupa tingkatan kakuatan ti sababaraha ratus kilowatts mun megawatts. Kusabab generasi kakuatan teu obyektif primér Réaktor panalungtikan, aranjeunna dicirikeun ku énergi termal dihasilkeun, jeung dénsitas nu neutron énergi nominal core. Éta parameter ieu baris mantuan keur ngitung kamampuh hiji reaktor panalungtikan pikeun ngalakonan studi husus. Sistem low-kakuatan condong beroperasi di paguron luhur jeung nu dipake keur latihan, sarta kakuatan tinggi anu diperlukeun dina laboratorium panalungtikan pikeun nguji bahan jeung ciri, kitu ogé pikeun panalungtikan umum.

panalungtikan reaktor paling umum nuklir, struktur jeung prinsip operasi nyaéta saperti kieu. aréa aktif na aya di handap kolam renang jero badag cai. Ieu facilitates alokasi obsérvasi jeung frékuénsi channel ku nu balok neutron bisa diarahkeun. Di tingkat kakuatan low aya teu kudu ngompa coolant, sakumaha pikeun ngajaga kaayaan operasi aman tina convection alami coolant ensures dissipation panas kacukupan. The exchanger panas biasana lokasina dina beungeut cai atanapi di bagean luhur ti kolam renang mana cai panas ieu akumulasi.

instalasi kapal

pamakéan aslina tur primér réaktor nuklir nyaéta pamakéan maranéhanana di kapal selam. Kauntungan utama nyéta anu, kontras jeung sistem durukan suluh fosil pikeun generating listrik maranéhna teu merlukeun hawa. Akibatna, kapal selam nuklir bisa tetep submerged keur lila, sarta kapal selam solar-listrik konvensional kedah périodik naek ka permukaan, ngajalankeun motor hawa maranéhanana. énergi nuklir nyadiakeun kaunggulan kapal Angkatan Laut strategis. Hatur nuhun ka dirina, aya teu kudu ngeusian bengsin di palabuhan asing atanapi ti tankers gampang rawan.

Prinsip operasi réaktor nuklir dina kapal selam nu diklasifikasikeun. Sanajan kitu, eta dipikanyaho yén di AS eta perkara migunakeun uranium kacida enriched, sarta deceleration jeung cooling nyaeta cai lampu. Desain reaktor mimiti kapal selam nuklir USS nautilus ieu kiatna dipangaruhan ku pamasangan panalungtikan kuat. fitur unik nyaeta margin réaktivitas anu luhur pisan, nyadiakeun hiji jaman nambahan operasi tanpa refueling tur kamampuhan pikeun ngabalikan deui sanggeus stopping. stasiun kakuatan dina kapal selam kudu jadi pisan sepi, nyingkahan deteksi. Pikeun minuhan kaperluan husus tina kelas nu beda-beda kapal selam model béda ti pembangkit listrik geus ngadegkeun.

Angkatan Laut AS on operator pesawat dipaké réaktor nuklir, prinsipna nu dipercaya jadi injeuman tina kapal selam panggedena. Rinci konstruksi maranéhanana sarta teu acan diterbitkeun.

Di sagigireun Amérika Serikat, kapal selam nuklir téh di Inggris, Prancis, Rusia, Cina jeung India. Dina unggal hal, desain teu diungkabkeun, tapi dipercaya anu sipatna sadayana pisan sarupa - ieu téh konsekuensi sarat sarua pikeun ciri teknis maranéhanana. Rusia oge boga armada leutik tina icebreakers nuklir, nu ngadegkeun reaktor sarua jeung di kapal selam Soviét.

pamasangan industri

Pikeun tujuan produksi pakarang kelas plutonium-239 ngagunakeun réaktor nuklir, prinsipna nu diwangun dina produktivitas tinggi kalawan énergi tingkat low. Ieu alatan kanyataan yén jangka panjang tetep tina plutonium dina inti ngabalukarkeun akumulasi dihoyongkeun ²⁴⁰ PU.

produksi tritium

Ayeuna, anu bahan utama diteangan ku sistem sapertos anu tritium ⁽³ H atanapi T) - muatan pikeun bom hidrogén. Plutonium-239 boga satengah-hirup panjang 24.100 taun, jadi nagara kalawan pakarang nuklir nu ngagunakeun unsur ieu, sakumaha aturan, boga eta leuwih ti perlu. Kontras jeung ²³⁹ PU, anu satengah-umur tritium nyaeta ngeunaan 12 taun. Ku kituna, pikeun ngajaga inventory perlu, isotop radioaktif ieu hidrogén kudu dilaksanakeun mayeng. Di AS, Walungan sabana (Karolina Kidul), contona, boga sababaraha Réaktor cai beurat, nu ngahasilkeun tritium.

kakuatan floating

Dijieun ku réaktor nuklir, sanggup nyadiakeun listrik sarta uap panas dihapus wewengkon terasing. Dina Rusia, contona, urang kapanggih pamakéan sistem kakuatan leutik, dirancang husus pikeun cater ka padumukan Arktik. Di Cina, tutuwuhan 10-megawatt HTR-10 suplai panas jeung institut panalungtikan kakuatan listrik, nu eta perenahna. Ngembangkeun Réaktor leutik otomatis dikawasa ku kamampuhan sarupa anu dilaksanakeun di Swedia jeung Kanada. Antara 1960 jeung 1972, Angkatan Darat AS dipaké Réaktor cai ci nyadiakeun basa jauh di Greenland jeung Antartika. Tembok diganti ku pembangkit listrik suluh-minyak.

Éksplorasi spasi

Sajaba ti éta, Réaktor anu dirancang pikeun kakuatan sarta gerak dina spasi. Dina periode ti taun 1967 nepi ka 1988, Uni Soviét ngadegkeun hiji pamasangan nuklir leutik dina "Kosmos" satelit pikeun nyadiakeun peralatan tur telemetry, tapi kawijakan ieu geus jadi target pikeun kritik. Sahenteuna salah sahiji satelit ieu diasupkeun atmosfir Bumi, ngabalukarkeun kontaminasi radioaktif daerah terpencil di Kanada. Amérika Sarikat dibuka ngan hiji satelit jeung réaktor nuklir taun 1965. Sanajan kitu, proyék on pamakéan maranéhanana di misi spasi jero panalungtikan manned planét séjén atawa dina basa lunar permanén neruskeun dimekarkeun. Ieu pasti mun aya reaktor gas-tiis atawa cair-logam nuklir, prinsip fisik nu nyadiakeun mungkin hawa pangluhurna perlu ngaleutikan ukuran radiator teh. Ogé, rohangan reaktor pikeun parabot pikeun jadi ci-gancang pikeun ngaleutikan jumlah bahan dipaké pikeun shielding, sarta pikeun ngurangan beurat salila peluncuran na spasi hiber. kapasitas suluh bakal mastikeun operasi reaktor pikeun durasi penerbangan spasi.