Prvi jedrske reaktor je bil zasnovan za uporabo v bombah za ustvarjanje 239Pu. Po tem se ti reaktorji uporabljajo za različne namene, kot so proizvodnja električne energije uporablja se tudi za pogon ladij za pridobivanje radioizotopov in dovajanje toplote. Na voljo so različne vrste jedrskih reaktorjev v različnih izvedbah, pri katerih je proizvodnja energije v teh reaktorjih odvisna predvsem od jedrske cepitve. Pogosto uporabljeni reaktorji so PWR (reaktor pod pritiskom), BWR (reaktor za vrelo vodo) in PHWR (reaktor za težko vodo pod pritiskom). Ta članek obravnava pregled jedrskega reaktorja, komponent in tipov.

Kaj je jedrski reaktor?

Opredelitev: Jedrski reaktor je bistveni sistem v jedrskem jedru elektrarna . Vključujejo reakcije jedrskega odtoka za pridobivanje toplote z metodo, imenovano fisija. Ustvarjena toplota se lahko uporabi za izdelavo pare za predenje a turbina . Tako da se lahko proizvaja elektrika. V svetovnem merilu obstaja več sto komercialnih reaktorjev, od tega več kot 90 reaktorjev v ZDA. Jedrska energija je torej eden največjih virov energije za zanesljivo elektriko brez ogljika.

Kako deluje jedrski reaktor?

Glavna naloga jedrskega reaktorja je nadzor jedrske cepitve. Načelo delovanja jedrskega reaktorja je jedrska cepitev in je ena od metod, ki se uporabljajo za razdelitev atomi za proizvodnjo električne energije. Jedrski reaktorji uporabljajo uran, ki se predela v majhne keramične pelete in zloži skupaj v gorivne palice. Sklop za gorivo lahko tvori kup nad 200 gorivnimi palicami. Običajno je mogoče iz teh sklopov izdelati reaktorsko jedro glede na raven moči.

V posodi jedrskega reaktorja so gorivne palice postavljene v vodo. Tako da lahko deluje kot hladilno sredstvo in tudi kot posrednik, ki pomaga pri zmanjševanju hitrosti nevtronov. Ti nevtroni se lahko tvorijo s cepitvijo, da se ohrani verižna reakcija.

Po tem se lahko v jedro reaktorja namestijo krmilne palice za zmanjšanje hitrosti reakcije. Ustvarjena toplota s postopkom cepitve lahko vodi v paro, da vrti turbino za proizvodnjo električne energije brez ogljika.

Komponente

Bistveno sestavnih delov jedrskega reaktorja vključujejo predvsem naslednje. Diagram jedrskega reaktorja je prikazan spodaj.

Blok diagram jedrskega reaktorja

Jedro
Reflektor
Krmilne palice
Moderator
Hladilno sredstvo
Turbina
Vsebovanje
Hladilni stolpi
Zaščita

Jedro

Jedro v reaktorju vključuje jedrsko gorivo za pridobivanje toplote. Vključuje uran z manj obogatenimi, nadzornimi sistemi in strukturnimi materiali. Oblika jedra je krožni valj s premerom od 5 do 15 metrov. Jedro vključuje številne posamezne zatiče za gorivo.

Reflektor

Reflektor je razporejen okoli jedra, da ponovi zadnji del nevtronov, ki se prelivajo s površine jedra.

Krmilne palice

Krmilne palice za jedrski reaktor so zasnovani s težkimi masnimi elementi. Glavna naloga tega je vpijanje nevtronov. Tako da lahko nadaljuje ali ustavi reakcijo. Glavni primeri teh palic so svinec, kadmij itd.
Te palice se v glavnem uporabljajo za zagon reaktorja, vzdrževanje reakcije na konstantni ravni in zaustavitev reaktorja.

Moderator

Glavna naloga moderator v jedrskem reaktorju je upočasnitev nevtronov zaradi visokih ravni energije in visokih hitrosti. Tako da obstaja možnost, da bo nevtron zadel gorivne palice, se bo povečal.

Sodobni moderatorji, ki se trenutno uporabljajo, v glavnem vključujejo vodo H2o, težko vodo D2o, berilij in grafit. Lastnosti moderatorja so visoka toplotna stabilnost, sevalna in kemijska stabilnost, nekorozivnost itd.

Hladilno sredstvo

Material, ki se uporablja za prenos toplote iz goriva v turbino skozi jedro, kot so voda, tekoči natrij, težka voda, helij ali kaj drugega, je znan kot hladilno sredstvo. Značilnosti hladilne tekočine so predvsem tališče, nizko, vrelišče visoko, nestrupenost, manjša viskoznost, stabilnost sevanja in kemikalije itd. Pogosto uporabljena hladilna sredstva so Hg, He, Co2, H2o.

Turbina

Glavna naloga turbine je prenos toplotne energije iz hladilne naprave na elektriko.

Vsebovanje

Zadrževalni objekt ločuje jedrski reaktor od okolice. Običajno so na voljo v obliki kupole in izdelani iz betona z visoko gostoto in jekla.

Hladilni stolp

Te nekatere elektrarne uporabljajo za odvečno toploto, ki je zaradi termodinamičnih zakonov ni mogoče spremeniti v toplotno energijo. Ti stolpi so hiperbolični simboli jedrske energije. Ti stolpi lahko ustvarjajo preprosto sladkovodne hlape.

Zaščita

Ščiti zaposlene pred vplivom sevanja. V procesu cepitve lahko nastanejo delci, kot so alfa, beta, gama, hitri in počasni nevtroni. Za zaščito pred njimi se okoli reaktorja uporabljajo betonske ali svinčene debele plasti. Delce alfa in beta je mogoče ustaviti z uporabo debelih plasti plastike ali kovin.

Vrste jedrskih reaktorjev

Po vsem svetu so na voljo različne vrste jedrskih reaktorjev. Na podlagi svoje zasnove uporablja uran z različnimi koncentracijami, ki se uporabljajo za gorivo, moderatorje, da upočasnijo proces cepitve in hladilna sredstva za prenos toplote. Reaktor PWR ali voda pod pritiskom je najpogostejši tip reaktorja.

PWR / vodni reaktor pod pritiskom

Te vrste reaktorjev se najpogosteje uporabljajo po vsem svetu. Uporablja normalno vodo, tako moderator kot hladilno tekočino. V tem primeru lahko hladilno sredstvo požene, da ne bi več uhajalo v hlape, da bi se med postopkom ohranilo. Zmogljive črpalke premikajo vodo s pomočjo cevi, toploto iz vrele vode prenašajo v sekundarni zanki. Nastala para poganja turbinski generator za proizvodnjo električne energije.

BWR / reaktorji za vrelo vodo

V teh reaktorjih lahkotna vojna deluje tako kot hladilna tekočina kot tudi kot moderator. Hladilno tekočino pustimo pri nizkem tlaku, da zavre vodo. Hlapi se lahko dovajajo neposredno v turbinske generatorje za proizvodnjo električne energije.

Reaktorji za težko vodo pod pritiskom

Ti so znani tudi kot reaktorji tipa CANDU. Ti reaktorji pomenijo približno 12% jedrskih reaktorjev po vsem svetu. Uporabljajo se večinoma na vseh kanadskih jedrskih postajah. Ti reaktorji uporabljajo težko vodo, tako hladilno sredstvo kot moderator. Kot gorivo uporablja naravni uran, ker se lahko v vodnem reaktorju pod pritiskom hladilno sredstvo uporablja za vrenje običajne vode v drugačni zanki.

Reaktorji s plinskim hlajenjem

Ti reaktorji se uporabljajo samo v Veliki Britaniji. Na voljo sta v dveh vrstah, in sicer Magnox in AGR (napredni reaktor s plinskim hlajenjem). Ti reaktorji uporabljajo C02 kot hladilno sredstvo in grafit kot moderator. Gorivo, ki se uporablja v Magnoxu, je naravni uran, medtem ko v AGR uporablja okrepljeni uran.

Lahki vodni grafitni reaktorji

Ti reaktorji se uporabljajo v državi Rusija. Torej ti reaktorji kot hladilna tekočina in grafit uporabljajo običajno vodo kot moderator. V reaktorjih z vrelo vodo hladilno sredstvo zavre, ko se dovaja skozi reaktor. Nastala para se bo dovajala neposredno proti turbinskim generatorjem. Zasnova reaktorjev tipa LWG je bila pogosto obratovana brez varnostnih značilnosti.

Reaktorji za hitro vzrejo

Ti reaktorji s hitrimi nevtroni spremenijo materiale, kot sta U238 in Thorium232, v cepljive materiale za gorivo reaktorja. Ta postopek je združen z recikliranjem, ki lahko poveča dostopne vire jedrskega goriva. Ti reaktorji delujejo v Rusiji.

Majhni modularni reaktorji

Sodobni SMR je zasnovan predvsem ekonomično. Ti reaktorji rastejo za oskrbo z električno energijo v majhnih električnih omrežjih in verjetno za oskrbo s toploto za industrijo virov. Ti reaktorji se lahko uporabljajo tudi v večjih omrežjih, ko povpraševanje narašča.

Nekateri reaktorji tipa SMR so v težkih fazah razvoja, na primer popolnoma pod zemljo, kar zmanjšuje rabo zemlje, kadrovske in varnostne zahteve. Nekateri od teh reaktorjev vsebujejo sisteme pasivne varnosti, ki delujejo do 4 leta brez ponovnega polnjenja

Nekatere druge vrste reaktorjev so CANDU, Fast reder, torij, vrela voda, voda pod pritiskom, prizmatična, staljena sol, majhni modularni, radioizotopski termični generatorji, fuzijski reaktorji, RBMK, Magnox, prodnata plast, superkritično vodno hlajenje, AES-2006 / Reaktorji tipa VVER-1000, VHTR, HTGR in Research.

Uporaba jedrskega reaktorja

The uporabe jedrskega reaktorja vključujejo naslednje

Ti se uporabljajo v jedrskih elektrarnah za proizvodnjo električne energije in se uporabljajo tudi v jedrskem pomorskem pogonu.
Jedrske elektrarne dobavljajo potrebno energijo za proizvodnjo električne energije.
Ti poganjajo ladijske propelerje, da sicer obračajo gredi električnih generatorjev.

Tu gre torej za pregled jedrskega reaktorja . Podobno po vsem svetu obstajajo različne vrste komercialnih jedrskih reaktorjev, kot so plinsko hlajeni, hitri nevtronski in lahki vodni grafit, voda pod pritiskom, vrela voda, težka voda pod pritiskom in reaktor za hitro vzrejo. Tukaj je vprašanje za vas, kakšno gorivo se uporablja v PHWR?