Какво е ядрен реактор: Работа и неговите приложения

Какво е ядрен реактор: Работа и неговите приложения

Първият ядрена реакторът е проектиран да се използва в бомби за генериране на 239Pu. След това тези реактори се използват за различни цели като производство на електроенергия а също така се използва при задвижване на кораби за генериране на радиоизотопи и подаване на топлина. Съществуват различни видове ядрени реактори в различни конструкции, при които производството на енергия в тези реактори зависи главно от ядреното делене. Често използваните реактори са PWR (Воден реактор под налягане), BWR (Реактор с кипяща вода) и PHWR (Реактор за тежка вода под налягане). Тази статия разглежда общ преглед на ядрения реактор, компоненти и типове.



Какво е ядрен реактор?

Определение: Ядреният реактор е съществена система в ядрената система електроцентрала . Те включват реакции на ядрено оттичане за генериране на топлина чрез метод, наречен делене. Генерираната топлина може да се използва за направа на пара за предене a турбина . За да може да се генерира електричество. В световен мащаб има стотици търговски реактори, като над 90 реактора са разположени в САЩ. Така че ядрената енергия е един от най-големите енергийни източници за надеждна и безвъглеродна електроенергия.


Как работи ядреният реактор?

Основната функция на ядрения реактор е да контролира ядреното делене. Принципът на работа на ядрения реактор е ядрено делене и това е един вид метод, използван за разделяне на атоми за генериране на електричество. Ядрените реактори използват уран, който се преработва в малки керамични пелети и се подреждат заедно в горивни пръчки. Горивен възел може да бъде оформен от куп над 200 горивни пръти. Обикновено реакторна сърцевина може да бъде произведена чрез тези възли въз основа на нивото на мощност.





В съда на ядрен реактор горивните пръти се поставят във водата. За да може да действа като охлаждаща течност, както и като посредник, за да помага, като същевременно намалява скоростта на неутроните. Тези неутрони могат да се генерират чрез делене, за да се поддържа верижната реакция.

След това в активната зона на реактора могат да се поставят контролни пръти за намаляване на скоростта на реакцията. Генерираната топлина в процеса на делене може да превърне водата в пара, за да завърти турбина за генериране на безвъглеродна електроенергия.



Компоненти

Важното компоненти на ядрения реактор включват основно следното. Диаграмата на ядрения реактор е показана по-долу.


Блокова диаграма на ядрения реактор

Блокова диаграма на ядрения реактор

  • Ядро
  • Рефлектор
  • Контролни пръти
  • Модератор
  • Антифриз
  • Турбина
  • Ограничение
  • Охладителни кули
  • Екраниране

Ядро

Ядрото в реактора включва ядрено гориво за генериране на топлина. Той включва уран с по-малко обогатени, системи за управление и структурни материали. Формата на сърцевината е кръгъл цилиндър с диаметър от 5 до 15 метра. Ядрото включва редица отделни щифтове за гориво.

Рефлектор

Рефлекторът е разположен около ядрото, за да възпроизведе задната част на неутроните, които преливат от повърхността на ядрото.

Контролни пръти

Щанги за управление на ядрения реактор са проектирани с тежки масови елементи. Основната функция на това е да попие неутроните. За да може да продължи или да спре реакция. Основните примери за тези пръчки са олово, кадмий и др.
Тези пръти се използват главно за стартиране на реактора, поддържане на реакцията на постоянно ниво и изключване на реактора.

Модератор

Основната функция на модератор в ядрен реактор е да забави неутроните от високи енергийни нива, както и от високи скорости. Така че има вероятност неутронът да удари горивните пръти да се увеличи.

Съвременните модератори, използвани понастоящем, включват главно вода H2o, тежка вода D2o, берилий и графит. Свойствата на модератора са стабилността на топлината е висока, радиационната и химическата стабилност, некорозионността и др.

Антифриз

Материалът, който се използва за пренос на топлина от гориво към турбина през сърцевината като вода, течен натрий, тежка вода, хелий или нещо друго, е известен като охлаждаща течност. Характеристиките на охлаждащата течност включват основно температурата на топене е ниска, точката на кипене е висока, нетоксичност, по-малък вискозитет, стабилността на радиацията и химикалите и др. Често използваните охлаждащи течности са Hg, He, Co2, H2o.

Турбина

Основната функция на турбината е да предава топлинната енергия от охлаждащото устройство към електричество.

Ограничение

Хранилището отделя ядрения реактор от околната среда. Като цяло те се предлагат във формата на купол и са проектирани с бетон с висока плътност и стомана.

Охлаждаща кула

Те се използват от някои видове електроцентрали, за да поставят излишната топлина, която не може да бъде променена на топлинна енергия поради термодинамичните закони. Тези кули са хиперболичните символи за ядрена енергия. Тези кули могат да генерират просто сладководни пари.

Екраниране

Той предпазва работещите от радиационния ефект. В процеса на делене могат да се образуват частици като алфа, бета, гама, бързи и бавни неутрони. За да се осигури безопасност от тях, около реактора се използват слоеве от бетон или олово. Алфа и бета частиците могат да бъдат спрени с помощта на дебели слоеве пластмаса или метали.

Видове ядрени реактори

По света има различни видове ядрени реактори. Въз основа на своя дизайн, той използва уран с различни концентрации, използвани за гориво, модератори за забавяне на процеса на делене и охлаждащи течности за пренос на топлина. Реакторът PWR или вода под налягане е най-често срещаният тип реактор.

PWR / Воден реактор под налягане

Този тип реактори се използват най-често в цял свят. Той използва нормална вода като модератор, както и охлаждаща течност. При това охлаждащата течност може да се ускори, за да я спре да не мига във пара, за да се поддържа по време на процеса. Мощните помпи движат водата с помощта на тръби, прехвърлят топлината от кипяща вода във вторичен контур. Получената пара задвижва турбинния генератор за генериране на електричество.

BWR / Реактори с кипяща вода

В тези реактори леката война се представя както като охлаждаща течност, така и като модератор. Охлаждащата течност се отделя на ниско налягане, за да заври водата. Парите могат да се подават директно към турбинните генератори за генериране на електричество.

Реактори за тежка вода под налягане

Те са известни също като реактори тип CANDU. Тези реактори означават около 12% от ядрените реактори в световен мащаб. Те се използват главно във всички канадски ядрени станции. Тези реактори използват тежка вода като охлаждаща течност и модератор. Като гориво той използва естествен уран, тъй като в реактора под налягане водата охлаждащата течност може да се използва за кипене на нормална вода в различен контур.

Реактори с газово охлаждане

Тези реактори се използват само във Великобритания. Те се предлагат в два типа, а именно Magnox и AGR (усъвършенстван реактор с газово охлаждане). Тези реактори използват C02 като охлаждащата течност и графита като модератора. Горивото, използвано в Magnox, е естествен уран, докато в AGR той използва засилен уран.

Графитни реактори с лека вода

Тези реактори се използват в страната Русия. Така че тези реактори използват обикновена вода като охлаждаща течност и графит като модератора. В реактори с вряща вода охлаждащата течност кипи, когато се подава през целия реактор. Генерираната пара ще се подава директно към турбинните генератори. Ранните конструкции на реактори тип LWG често се експлоатираха без характеристики за сигурност.

Реактори за бързо развъждане

Тези реактори използват бързи неутрони, за да променят материалите като U238 и Thorium232 в делящи се материали за зареждане на реактора. Този процес е обединен с рециклирането, което има капацитета да подобри достъпните ресурси на ядрено гориво. Тези реактори работят в Русия.

Малки модулни реактори

Съвременният SMR е проектиран главно икономически. Тези реактори растат, за да доставят електроенергия за малки електрически мрежи и вероятно за да доставят топлина за ресурсните индустрии. Тези реактори могат да се използват и в по-големи мрежи, когато търсенето расте.

Някои реактори тип SMR са в трудни етапи на развитие като напълно подземни, намалявайки използването на земя, персонала и изискванията за сигурност. Някои от тези реактори съдържат системи за пасивна безопасност, които работят до 4 години без презареждане

Някои други видове реактори са CANDU, бързо разплодник, торий, кипяща вода, вода под налягане, призматична, разтопена сол, малки модулни, радиоизотопни термогенератори, термоядрени реактори, RBMK, Magnox, камъче, суперкритично водно охлаждане, AES-2006 / Реактори тип VVER-1000, VHTR, HTGR и Research.

Използване на ядрен реактор

The приложения на ядрения реактор включват следното

  • Те се използват в атомните електроцентрали за производство на електроенергия и също се използват в ядрено морско задвижване.
  • Ядрените централи доставят необходимата енергия за производство на електрическа енергия.
  • Те задвижват витлата на корабите иначе да въртят валовете на електрическите генератори.

По този начин всичко е свързано с преглед на ядрен реактор . По същия начин по света се предлагат различни видове търговски ядрени реактори като газово охлаждане, бърз неутрон и лек воден графит, вода под налягане, кипяща вода, тежка вода под налягане и реактор за бързо размножаване. Ето един въпрос към вас, какво гориво се използва в PHWR?