Nuclear reactor: operating nga mga baruganan, ug ang yunit sa sirkito

Design ug operasyon sa usa ka nukleyar nga reactor base sa Initialization ug control sa kaugalingon-sa paghupot nukleyar nga reaksyon. Kini gigamit ingon nga usa ka himan research alang sa produksyon sa radioactive isotopes ug ingon sa usa ka tinubdan sa enerhiya alang sa nukleyar nga mga tanom nga gahum.

Nuclear reactor: sa baruganan sa operasyon (mubo)

Gigamit dinhi fission proseso diin ang usa ka bug-at nga nucleus nasiak ngadto sa duha ka mas gagmayng mga tipik. Kini nga mga tipik anaa sa usa ka kaayo nga naghinam-hinam nga kahimtang ug emit neutron, ug uban pang mga atomo ug mga photon. Neutron hinungdan sa bag-ong dibisyon nga ingon sa usa ka resulta sa nga sila gibuga sa dugang pa, ug sa ingon sa. Kini nga padayon nga-sa-kaugalingon sa paghupot nga gidaghanon sa mga disintegrations nga gitawag nga reaksyon. Sa samang panahon, ang usa ka dako nga kantidad sa enerhiya, sa produksyon sa nga mao ang tumong sa paggamit sa nukleyar nga gahum.

Ang baruganan sa operasyon sa usa ka nukleyar nga reactor ug sa usa ka nukleyar nga planta mao ang ingon nga nga 85% sa mga kolonya natipak enerhiya nga gipagawas sa sulod sa usa ka mubo kaayo nga panahon human sa pagsugod sa reaksyon. Ang nabilin nga bahin sang sa mga radioactive pagkadunot sa mga produkto sa fission, human sila gisalikway neutron. Radioactive pagkadunot mao ang proseso diin ang atomo ot sa usa ka makanunayong estado. Siya mipadayon ug human sa division.

Ang bomba atomika nga reaksyon nagdugang sa intensity, hangtud ang kadaghanan sa mga materyal nga ang tipak. Kini mahitabo sa kaayo sa madali, og usa ka hilabihan ka gamhanan nga pagbuto nga kinaiya sa maong mga bomba. Mekanismo ug operasyon sa usa ka nukleyar nga reactor base sa prinsipyo sa pagmintinar sa kadena nga reaksyon sa usa ka regulated dul-an sa kanunay nga ang-ang. Kini gidisenyo aron nga mobuto sama sa bomba atomika dili mahimo.

Kutay sa Reaction ug pagsaway

Physics fission reactor determinado nga ang usa ka kadena nga reaksyon kalagmitan human sa nukleyar fission neutron emission. Kon pagminus, mga pagmobu bag-o nga populasyon, ang rate sa division sa katapusan mahulog ngadto sa zero. Sa kini nga kaso sa reactor mahimong diha sa usa ka subcritical kahimtang. Kon ang neutron populasyon mao ang magpabilin sa usa ka kanunay nga ang-ang, ang fission rate magpabilin lig-on. reactor Ang mahimong diha sa usa ka kritikal nga kahimtang. Ug sa katapusan, kon sa panahon sa neutron populasyon motubo, pagbahin sa speed ug gahum molambo. core kahimtang mahimo nga supercritical.

Ang baruganan sa operasyon sa usa ka nukleyar nga reactor sa sunod. Sa wala pa sugod sa neutron populasyon mao ang duol sa zero. Unya, operators kuhaa sa kontrol sungkod gikan sa kinauyokan, sa pagdugang sa division cores nga temporaryong mga kinabig sa reactor sa usa ka supercritical kahimtang. Human sa pagkab-ot sa mga rated gahum operators bahin mibalik sa pagkontrolar mga sanga nga magagmay,-adjust sa kantidad sa neutron. Human niana ang mga reactor nga magpabilin diha sa usa ka kritikal nga kahimtang. Sa diha nga kini mao ang gikinahanglan nga sa paghunong, ang operator gisukip mga sanga nga magagmay sa bug-os. Kini nga nagtago sa division ug nagabutang sa kinauyokan sa subcritical nga kahimtang.

matang sa reactor

Kadaghanan sa mga kasamtangan nga enerhiya nga pagmugna sa kainit nga gikinahanglan sa pagpapahawa sa turbine, nga magapapahawa generators sa kuryente sa nukleyar nga instalasyon sa kalibutan. Usab, adunay daghan nga mga research reactors, ug pipila ka mga nasud nga adunay mga submarino o nawong barko, gimaneho sa enerhiya sa atomo.

mga tanom nga gahum

Adunay pipila ka mga matang sa mga niini nga matang sa reactor, apan kaylap nga gisagop disenyo sa kahayag nga tubig. Sa baylo, kini mahimong gamiton sa pressurized tubig o Nagabukal nga tubig. Sa unang kaso sa taas nga presyon sa liquid naandan nga kainit sa kainit sa kinauyokan ug mosulod sa kabisog generator. Didto, ang kainit gikan sa nag-unang sa secondary sa sirkito ang milabay, dugang pa nga naglangkob sa tubig. Ang namugna alisngaw sa katapusan nag-alagad ingon nga ang mga nagtrabaho fluid sa kabisog turbine cycle.

reactor mao ang usa ka matang nagabukal nagtrabaho sa baruganan sa direkta nga enerhiya cycle. Tubig nga miagi sa core, gidala ngadto sa usa ka hubag sa medium nga lebel sa presyon. Saturated alisngaw moagi pinaagi sa usa ka serye sa mga separators ug mga dryers nga ilabay sa reactor nga sudlanan, nga miresulta sa sverhperegretoe estado niini. Init kaayong alisngaw dayon gigamit ingon nga ang mga nagtrabaho fluid, ang nagtuyok turbine.

Hataas-temperatura gas-cooled

Hataas-temperatura gas-cooled reactor (HTGR) - usa ka nukleyar nga reactor, sa baruganan sa operasyon ang base sa sa paggamit sa graphite nga ingon sa usa ka fuel sagol sa gasolina ug microspheres. Adunay duha ka nagkalahi nga mga laraw:

• German nga "Badbari-pagkahubog" nga sistema, nga gigamit sa usa ka lingin nga mga elemento sa gasolina 60 mm diha sa diametro, nga naglangkob sa usa ka sinagol nga gasolina ug graphite sa usa ka graphite kabhang;
• ang American nga bersyon sa usa ka graphite hexagonal prisma nga interlock sa paghimo sa kinauyokan.

Sa duha ka mga kaso, ang mga makapabugnaw fluid naglangkob sa helium sa ilalum sa usa ka kabug-at sa mga 100 atmospheres. Ang German nga sistema sa helium moagi sa kal sa layer sa lingin nga mga elemento sa gasolina, ug sa US - pinaagi sa pag-abli sa mga prisma graphite gihan-ay sa daplin sa sentro nga axis sa reactor core. Ang duha mga kapilian mahimong operate sa kaayo nga hatag-as nga temperatura, sukad sa graphite adunay usa ka hilabihan nga hatag-as sublimation temperatura, ug sa kemikal inert helium sa bug-os. Hot helium mahimong gamiton direkta ingon sa usa ka nagtrabaho fluid sa usa ka gas turbine sa usa ka taas nga temperatura o kainit mahimong magamit alang sa pagmugna sa alisngaw siklo sa tubig.

Liquid-metal nuclear reactor: sa sirkito ug nagtrabaho baruganan

Puasa reactor uban sa sodium coolant nakadawat dakong pagtagad sa mga 1960-1970 ni. Unya kini daw nga ang ilang abilidad sa paghuwad nukleyar gasolina sa umaabot nga gikinahanglan sa pagmugna sa gasolina alang sa usa ka paspas nga milambo nukleyar industriya. Sa diha nga kini nahimo nga tin-aw nga kini nga paglaum dili katuohan, kadasig huyang diha sa mga dekada 1980. Apan, sa Estados Unidos, Russia, Pransiya, Britanya, Japan ug Germany nagtukod ug usa ka serye sa mga reactor sa niini nga matang. Kadaghanan kanila pagtrabaho sa uranium dioxide o sa usa ka sinagol nga plutonium dioxide. Sa Estados Unidos, bisan pa niana, ang labing dako nga kalampusan nga nakab-ot sa metal fuel.

CANDU

Canada nga naka-focus sa iyang mga paningkamot sa mga reactors, nga paggamit sa natural nga uranium. Kini mitangtang sa mga panginahanglan alang sa pagpalambo sa paggamit sa mga serbisyo sa uban nga mga nasud. Ang resulta sa niini nga palisiya mao ang deuterium-uranium reactor (CANDU). Pagkontrolar ug makapabugnaw kini og bug-at nga tubig. Design ug operasyon sa usa ka nukleyar nga reactor mao ang sa paggamit sa usa ka tangke sa bugnaw D ₂ Oh sa atmospera sa presyon. Aktibo nga dapit mituhop tubo sa zirconium subong sugnod sa natural nga uranium, nga pinaagi niini mikatap makapabugnaw sa iyang bug-at nga tubig. Kuryente ang gipatungha pinaagi sa pagbahin sa pagbalhin sa kainit sa bug-at nga tubig coolant, nga gipakaylap pinaagi sa kabisog generator. Ang alisngaw sa secondary loop unya moagi pinaagi sa usa ka conventional cycle turbine.

pasilidad sa research

Alang sa research nuclear reactor ang labing kanunay nga gigamit, ang baruganan nga naglangkob sa paggamit sa tubig makapabugnaw plato ug uranium fuel elemento sa mga iglesia nga porma. Makahimo sa operate sa usa ka halapad nga-laing mga lebel sa gahum gikan sa usa ka pipila ka mga ka gatus ka kilowatts sa megawatts. Tungod kay ang gahum sa kaliwatan dili mao ang nag-unang tumong sa research reactors, sila gihulagway pinaagi sa kainit enerhiya nga namugna, ug ang Densidad sa mga core nominal enerhiya neutron. Kini mao ang kini nga mga lantugi motabang sa sukdon sa abilidad sa usa ka research reactor sa pagtuman sa piho nga mga pagtuon. Ubos-gahum sa sistema sa tambong sa pag-operate sa mga unibersidad ug gigamit alang sa pagbansay, ug sa hatag-as nga gahum nga gikinahanglan diha sa research laboratoryo alang sa pagsulay sa mga materyal ug mga kinaiya, ingon man usab alang sa kinatibuk-ang research.

Ang labing komon nga research nuclear reactor, ang gambalay ug baruganan sa operasyon mao ang sama sa mosunod. Ang mga aktibo nga dapit nahimutang sa ubos sa mga dagkong lawom nga linaw sa tubig. Kini pasilitar obserbasyon ug channel alokasyon nga ang neutron sagbayan mahimong gitumong. Sa ubos nga lebel sa gahum walay panginahanglan sa pump sa coolant, ingon nga sa pagpadayon sa usa ka luwas nga-operate nga kahimtang sa mga natural nga convection sa coolant nagsiguro igong kainit pagpatuyang. Ang kainit exchanger sagad nahimutang sa ibabaw sa nawong o sa ibabaw nga bahin sa linaw diin ang init nga tubig ang natipon.

instalar barko

Orihinal ug nag-una nga paggamit sa nuclear reactor mao ang ilang paggamit sa mga submarino. Ang ilang mga nag-unang bentaha mao nga, lahi sa fossil fuel pagkasunog sistema sa alang sa pagmugna sa elektrisidad nga dili sila magkinahanglan og hangin. Busa, nukleyar submarino mahimong magpabilin nga tubig sa usa ka hataas nga panahon, ug ang conventional diesel-electric submarino kinahanglan matag mabanhaw sa nawong, sa pagdagan sa ilang hangin motor. Nukleyar nga enerhiya naghatag og usa ka strategic nga bentaha Navy mga barko. Salamat sa kaniya, walay panginahanglan sa gasolinahan sa mga langyaw nga mga pantalan o gikan sa dali huyang tankers.

Ang baruganan sa operasyon sa usa ka nukleyar nga reactor sa usa ka submarino classified. Apan, kini nailhan nga sa USA nga kini naggamit kaayo mabungahong uranium, ug ang deceleration ug makapabugnaw mao ang kahayag nga tubig. Ang disenyo sa unang reactor nukleyar submarino USS Nautilus si hugot nga naimpluwensiyahan sa gamhanan nga installations research. Iyang talagsaon nga bahin mao ang hatag-as nga reactivity margin, paghatag og usa ka taas nga yugto sa operasyon nga walay refueling ug ang abilidad sa pagsugod human sa mohunong. Gahum station sa submarino kinahanglan kaayo hilum, aron sa paglikay sa detection. Aron sa pagsugat sa piho nga mga panginahanglan sa lain-laing mga klase sa mga submarino sa lain-laing mga modelo sa mga tanom nga gahum nga malig-on sa.

US Navy sa aircraft carrier gigamit nuclear reactor, ang baruganan nga gituohan nga hinulaman gikan sa kinadak-ang mga submarino. Detalye sa ilang pagtukod ug wala nga gipatik.

Gawas pa sa Estados Unidos, nukleyar nga mga submarino anaa sa UK, France, Russia, China ug India. Sa matag kahimtang, ang disenyo wala ibutyag, apan kini gituohan nga sila sa tanan nga kaayo nga susama nga - kini mao ang usa ka sangputanan sa mao nga mga kinahanglanon alang sa ilang teknikal nga mga kinaiya. Russia usab nga adunay usa ka gamay nga panon sa mga sakayan sa nukleyar nga icebreakers, nga malig-on sa sa mao usab nga reactor ingon sa Sobyet submarino.

sa industriya installations

Alang sa katuyoan sa produksyon sa mga armas grade plutonium-239 gigamit sa usa ka nukleyar nga reactor, ang baruganan nga naglangkob sa hatag-as nga abot sa ubos nga ang-ang sa enerhiya. Kini mao ang tungod sa kamatuoran nga ang long-term nga pagpabilin sa plutonium sa kinauyokan modala ngadto sa panagtigum, panagtingub sa dili gusto ²⁴⁰ Pu.

produksyon sa tritium

Sa pagkakaron, ang mga nag-unang nga materyal makuha sa maong mga sistema sa mao tritium ⁽³ H o T) - ang sugo alang sa idroheno bomba. Plutonium-239 adunay usa ka taas nga katunga-nga-kinabuhi sa 24.100 ka tuig, mao nga usa ka nasud uban sa nukleyar nga mga hinagiban nga gamiton niini nga elemento, ingon sa usa ka pagmando sa, kini labaw pa kay sa gikinahanglan. Sukwahi sa mga ²³⁹ Pu, ang katunga-nga-kinabuhi sa tritium mao ang mahitungod sa 12 ka tuig. Mao kini ang, sa pagpadayon sa gikinahanglan nga imbentaryo, kinahanglan nga gidala sa gawas niini nga radioactive isotope sa hydrogen padayon. Sa US, ang Savannah River (South Carolina), alang sa panig-ingnan, adunay pipila ka mga reactor bug-at nga tubig, nga maghimo tritium.

naglutaw nga gahum

Gibuhat sa nukleyar reactor, makahimo sa paghatag og kuryente ug kabisog sa pagpainit thread hilit nga mga dapit. Sa Russia, alang sa panig-ingnan, among nakaplagan sa paggamit sa mga gagmay nga mga sistema sa gahum, labi nga gidesinyo aron sa paghatag sa sa Arctic mga pinuy-anan. Sa China, ang 10-megawatt nga planta HTR-10 suplay sa kainit ug electric gahum sa research institute, diin kini nahimutang. Development sa mga gagmay nga reactor awtomatikong kontrolado sa susamang kapabilidad gidala sa gawas sa Sweden ug Canada. Tali sa 1960 ug 1972, ang US Army gigamit compact tubig reactors sa paghatag og hilit nga mga base sa Greenland ug Antartika. Sila gipulihan sa fuel-lana nga mga tanom nga gahum.

exploration luna

Dugang pa, ang mga reactors gidisenyo alang sa gahum ug kalihukan sa luna. Sa panahon gikan sa 1967 ngadto sa 1988, ang Unyon Sobyet-on sa usa ka gamay nga nukleyar nga instalasyon sa "Kosmos" satellites sa paghatag sa mga ekipo ug telemetry, apan palisiya kini mahimo nga usa ka target alang sa pagsaway. Sa labing gamay sa usa niini nga mga satelayt misulod sa atmospera sa Yuta, hinungdan sa radioactive kontaminasyon hilit nga mga dapit sa Canada. Ang Estados Unidos gilusad usa lamang ka satellite uban sa usa ka nukleyar nga reactor sa 1965. Apan, mga proyekto sa ilang paggamit sa lawom nga mga misyon nga luna, taw sa research sa ubang mga planeta o sa usa ka permanente nga base lunar nga padayon nga palamboon. Kini mao ang sigurado nga mahimong usa ka gas-cooled o liquid-metal nuclear reactor, ang pisikal nga mga baruganan sa nga paghatag sa labing taas nga ang posible nga temperatura nga gikinahanglan aron mamenosan ang gidak-on sa radiator. Usab, ang reactor luna alang sa mga ekipo nga ingon compact kutob sa mahimo aron mamenosan ang kantidad sa materyal nga gigamit alang sa shielding, ug sa pagpakunhod sa gibug-aton sa panahon sa paglusad ug luna paglupad. Fuel kapasidad magsiguro operasyon sa reactor alang sa gidugayon sa sa luna sa pagkalagiw.