Атомните електроцентрали и тяхната опасност

Атомните електроцентрали и тяхната опасност

Този доклад ще подчертае основните въпроси на проектирането и експлоатацията и централи и ядрените реактори. сравнителните характеристики на различните видове ядрени реактори. обясни причините за тяхната опасност.

Общо единица мощност

Всички устройства за преобразуване на различни форми на енергия в електрическа централа може да се разделят на следните видове.

Топлинна мощност ∙ преобразуване на различни форми на енергия в енергията на топлина нагрява среда (главно вода), който предава енергия на турбината. генерира електрически ток. За този тип газ включва ъгъл. атомните електроцентрали. както и работа на масло и неговите производни, и някои видове слънчеви централи.

ВЕЦ ∙ преобразува енергията на движещата се вода по електротехника го прехвърля директно към турбината. Те включват водноелектрическа и отливите.

∙ мощност. директно производство на електроенергия - слънчева. работа на слънчеви клетки и вятърни турбини.

Схема на топлинна електроцентралата е показано на фигура 0.1. Над предвид. че изграждането му може да бъде предоставена на някои от охлаждащата течност се нагрява реактор не може да отиде директно на турбината. и отдавайки топлина към веригата на охлаждащата течност на следващия топлообменника. който след това пост турбина или прехвърля своята енергия към следващата линия. Също така, всеки електро

при условие, че охладителната система на отработено охлаждащата течност. че

температурата на охлаждащата течност на изискваните стойности за повторно цикъл в близост до централата има място. на otrabot топлина

охлаждаща течност се използва за затопляне на вода в отоплителната система или грам вода. и ако не. излишната топлина на отработено охлаждащата течност се изпуска в атмосферата в охладителни кули (които могат да се видят на Фигура капак. от широк са заострени тръба). Кондензатор изпускателната п не-ядрена електроцентрала охладителни кули това служат по-често.

Фиг. 1 ядрените електроцентрали са термично. защото тяхното устройство и

teplovydeliteli. охладител и електрически ток генератор - т съществува като растение еднопроходни. и два - три-линия (това зависи от ядрения реактор).

Малко от ядрена физика

За по-добро разбиране на принципите на действие на ядрен реактор, както и за значението на място в него. очерта основните точки на физиката реактор.

Ядрен реактор - устройството. където възникне REA ядрена трансформация на някои химични елементи в друг. За тези реакции евентуално

наличието на ядрен материал в реактора. които по тяхно ли раздялата елементарни частици. способен да предизвика разпадането на други ядра.

Ядрен разпад може да възникне спонтанно или при началното проникване на частиците. Спонтанно разпадане на ядрената енергия от Не се използва - за много ниска интензивност.

Тъй като продукти на делене в момента може да се използва и уран - уран, обогатен уран -235 и -238 и -239 плутоний.

В ядрен реактор, верижната реакция настъпва. уран ядро ​​или абзац. по този начин се образуват два - три основни елементи средата т Менделеев. се освобождава енергия. Отделената гама - кванти и води до две

неутрони. това. от своя страна. може да взаимодейства с други атоми и. вие дивизия. продължи верижна реакция. За упадъка на - или atomnog необходимо проникване на елементарните частици в нея с определена енергия (тази енергия съм трябва да се намира в определен диапазон на бавно или бързо частица просто тръгвам си от ядрото не е проникнала в него ..). Най-голямата мощност съда ядрен да има неутрони.

В зависимост от скоростта на елементарни частици отделят два вида бързо и бавно. Неутроните различни видове - имат различни ефекти върху основните елементи на дела.

Уранът -238 само разделени, когато се сблъскат с неговите основни бързи неутрони. разпад енергия се освобождава и се формира с 2 - 3 бързи неутрони. Поради т бързите неутрони се забавят в рамките на уран -238 до скорости. Nespo причина разпад на уран -238 ядра, верижна реакция в уран -238 процедира не Тъй като основният природен уран изотоп - уран -238, верижна реакция не може да се случи.

В възможно -235 уран верижна реакция. защото най-ефикасният делене се случи. Когато неутроните се забавят до 3 - 4 пъти в сравнение с най-малкото,

Тя е такава, неутрони печалба, когато преминават през риск дебелина Ур да бъде погълната от чужди вещества или преминаването на веществото. които имат свойството да забавят неутроните. не ги поглъща.

Тъй като естествен уран има достатъчно голям брой изотопи с. поглъщащи неутрони (една и съща уран -238, които след това се превръщат в друг делящ се изотоп - плутоний -239), съвременната неутронна ядрен реактор умереност не се прилагат уран. и други вещества. малки поглъщащи неутрони (напр. графит или тежка вода).

Обикновената вода, въпреки че се забавя неутрони много добре. но също абсорбира силно. Следователно, при нормални приложения верижна реакция

като модератор обикновена лека вода трябва да се използва oboga уран. т.е. уран с висок дял на делящ се изотоп - уран -235. Произведе достатъчно обогатен чрез сложна и трудоемка технология на планина - обогати мелници. по този начин произвежда токсични и радиоактивни отпадъци.

Графит е добре забавя неутроните и слабо ги поглъща. следователно

използване на графит като модератор може да използва по-малко oboga уран. отколкото при използване на лека вода.

Тежката вода е също много добри бавни неутрони и лошото им RM Ето защо, когато се използва тежка вода като модератор може да се използва

по-малко обогатен уран. отколкото при използване на лека вода. Но производството на тонове вода е много трудоемък и опасен за околната среда.

След контакт с бавни неутрони в ядрата на уран -235, той може да бъде заловен от ядрото. Когато това се случи няколко ядрени реакции. изходът от който ще бъде имиджа на

-239 плутоний ядро ​​(плутоний -239 може да се използва за нуждите на енергийния I. Но. Сега той е един от най-големите компютъра попълване атомни бомби). Ето защо, на ядреното гориво в реактора не само консумира се произвежда. Някои ядрени реактори са използвани за тази цел.

Друг начин за решаване на проблема е забавянето на неутроните на реактори на бързи селекционера. В такъв реактор основната vesch не е делящ уран. и плутоний. Уран същото (използван уран -238) издатина допълнителна реакция компонент - от бързи неутрони. излъчвана в ядрото р плутоний. Той се разпада на уранови ядра, освобождавайки енергия и неутрони ispus друг. и в усвояването на ядрото на уран забави неутрони се трансформира в плутоний -239, като по този начин подновяване най запасите на ядрен реактор. Поради малкото количество на поглъщане на неутроните плутоний верига D Смес от плутоний и уран -238 ще. при което се образува голям брой неутрони.

По този начин. в ядрен реактор е да се използва или обогатен със закъснение. поглъща неутроните. или неуголемени уран да се забави малко, за да абсорбират неутрони. или смес от плутоний и уран, без забавяне на различните видове ядрени реактори. прилагане на тези три възможни начини стр. Това ще бъде обсъдено по-нататък.

Както вече беше споменато. три необходими елементи за реактори на тези неутрони са teplovydelitel. модератор и охлаждащата течност. В тази схема показва типична ядро.

Фиг. 2 чрез помпи на реактора с помощта на (обикновено наречени циркулацията

охлаждащата течност се изпомпва. след това се подава към турбината или (в RBMK)

топлообменник (с други видове реактори). загрява teplonosite топлообменник се подава към турбината. който губи част от своята енергия върху вас електричество. Нивото на охлаждащата течност от турбината влиза в кондензатора на пара. з

топлоносителя на реактора е действал с нужните настройки за оптимална производителност

Реакторът има това система за контрол (не е показано на фигурата), който е разположен COC барове няколко сантиметра в диаметър и дължина. сравнима с тази в ядрото. състояща се от силно абсорбиращ материал неутрони (бор съединения Оба). Пръчките са подредени в специални канали и п могат да бъдат пропуснати или реактора. В повдигнато състояние те помагат разпръсне понижава REA - задуши него. пръчковидните задвижвания се контролират независимо един от

Следователно те могат да бъдат използвани за наблюдение активност в различни реакции на сърцевината.

Реактори. работещи на бързи неутрони. разположени малко по-различен. Това ще бъде обсъдено по-долу. Първо, ще се въведе на няколко условия. които ще бъдат необходими по-късно.

Гориво патрон - проектиране на уран пелети и за събирането им жилища с дебелина 10 - 20 см и няколко метра дължина. Тя се възстановява, енергия от разпада на уран. тяло материал обикновено е цирконий.

ТВС (монтаж гориво) - патрон гориво и неговото монтиране. ФА на

в активната зона на реактора.

CPS - система за контрол на безопасността. Предимно се състои от neytronopoglo пръчки.

Изграждане на различни видове ядрени реактори

В момента в света има пет типа ядрени реактори. Този тип ВВЕР (Water - Вода енергетиката Reactor) РБМК (реактор Big Mo канал), реактор с тежка вода. реактор камъче легло и газ към реактора за бързо животновъд. Всеки тип реактор има специално намеси се разграничи от други. все пак. определено. структуриране на отделните елементи, заети от други видове. ВВЕР застроен предимно на територията на бившата

Съветският съюз и в Източна Европа. РБМК реактори са много в България. В страните от Европа и Южна - Източна Азия. тежка вода реактори се основава до голяма степен Америка. Параметрите на тези реактори е най-добре представени във вид на таблица.

ВВЕР реактори са най-често срещаният тип на реактор в много привлекателен охладител ниска цена, използвани в тях - се забави относителна безопасност при работа. въпреки необходимостта от тези употреби обогатени уранови реактори. От самото име ВВЕР след него и модератор. и охлаждащата течност е обикновена лека вода. Горивото е обогатен до 4.5% уран. Схема на реактора е показана на Фиг. 3.

Както се вижда от схемата. тя има две вериги. Първият кръг - реактора е напълно изолирана от втория. намаляване на радиоактивни емисии в атмосферата циркулационни помпи (първа помпа схема на схема не е показано) и изпомпване на реактора през топлообменник (мощност циркулационни се получава от

Вода реактор верига е под налягане. така. HECM висока температура (293 0-267 0 на изхода -. Входа на реактора) свежда случи. Водата от втория кръг е под нормално налягане. от топлообменника се превръща в пара. В топлообменника - parogen охлаждащата течност. циркулира в първия кръг. Той отделя топлина към втория вода парата. генерирана в парния генератор. на втория основен парни тръби и навлиза в турбината. част от енергията си на въртене на турбината. Село влиза в кондензатора. Кондензатора. охлажда с вода циркулира пинов каже. трета линия) осигурява събирането и кондензиране на изпускателната кондензат. преминаване нагревател система. подава отново към топлообменника.

Генериране на капацитета на по-голямата част на реактор ВВЕР в нашите страни мегавата (MW).

Фиг. 4 Структура на активната зона на реактора PWR, показана на фиг. 4. Той е р

външна обвивка стомана. състояние в случай на неочаквана заобикаляне локализира евентуален инцидент. Корпусът е изцяло запълнена с вода под налягане инча В средата на събрания основните реактор гориво са разположени със стъпка от 20 - 25 cm врата.

FA допълнена върха на абсорбера borotsirkonievogo нитрид сплав и е в състояние в основна част borotsirkonievoy или уран. -

начин. регулиране се извършва верижна реакция. Вода се подава към реагент под налягане. Най затворен капак стоманен реактор. запечатване на биологичната сигурност са.

РБМК е построена на малко по-различен принцип. от ВВЕР. Преди всичко ядро ​​кипене на настъпва - парна смес от потоци на реактора. да премине през сепаратора. разделена на водата. връщане към входа на реактора, която отива директно на турбината. Електричество. произведена от изразходвани. като в реактора за PWR. като циркулационната помпа схематична диаграма - Фиг. 5.

Фиг. 5 Основните технически характеристики са, както следва РБМК. Активна област Риа

вертикален цилиндър с диаметър 11,8 м и височина 7 м (вж. фиг. периферията на ядрото., както и горната и долната страна е отразяваща

твърд графит стека дебелина от 0,65 метра. Всъщност активната зона GSS графитни шестоъгълни колони (общо 2488), събрани от раздел блокове мм. В центъра на всеки блок през цялата колона преминават през отвори 114 mm диаметър за поставяне на канали за горивото и за регулиране.

Общият брой на канали за горивото в ядрото 1693. В каналите за гориво са до голяма степен касети гориво. с до сложна структура. Касетата се състои от два последователно свързани

касети (FA), всеки с дължина 3.5 m, която съдържа горивни пръти на касети -. тръби външен диаметър 13.5 mm и дебелина на стената пълни таблетки с диаметър 11.5 mm уран диоксид (UO 2), фиксиране на цирконий сплав, и носител прът на ниобий оксид. касета стена

фиксиран към купчината с графит. в касети и циркулира вода. Каналите са разположени системата за контрол на безопасността стоп пръчки. който се състои от абсорбера - borotsirkonievogo сплав. Някои канали напълно изолати на охлаждащата течност. и радиационни сензори са разположени.

Електрически RBMK мощност - 1000 MW. РБМК растения COMP значителен дял на ядрената енергия. И така те са оборудвани с Ленинград. За Чернобил. Смоленск. Атомната електроцентрала Игналина.

Фиг. 6. Активна зона RBMK реактор

ВВЕР и РБМК: сравнителна характеристика

Сравнявайки различните видове ядрени реактори. Това трябва да спре най-често в нашата страна и в света на такъв тип устройства. PWR мощност вода реактор) и RBMK (висока мощност реактор Най Kahn основните разлики ВВЕР - резервоар реактор (реактор съд под налягане г.); RBMK - канален реактор (налягане продължава неза всеки канал) в охлаждащата течност на PWR и модератор - един и W

(Допълнително забавящо не се въвежда) в RBMK забавящо - GRA топлоносител - вода; ВВЕР пара образуван във втория корпус parogenera РБМК двойки образувани директно в активната зона на реактора (кипящ REA директно отива към турбината - няма втори кръг Out -. За различни структури разнообразни оперативни параметри за тези реактори също са различни за стойност на безопасността на реакторите на параметър .. като съотношението на реактивоспособност - може да бъде представена като стойност, показваща промените на пара реактор ще се отрази на интензивността на зараза в него Coeff Ако тази положителна след увеличението на параметъра за да ..... oromu Coeff е верижна реакция в реактора в отсъствието на -. или други въздействия да растат и в края на краищата ще бъде възможно да се премине в неконтролирано и