Den første atomisk reaktoren blev designet til at bruge i bomber til at generere 239Pu. Derefter bruges disse reaktorer til forskellige formål som f.eks elproduktion og bruges også til fremdrift af skibe til generering af radioisotoper og tilførsel af varme. Der findes forskellige typer atomreaktorer i forskellige udformninger, hvor elproduktionen i disse reaktorer hovedsageligt afhænger af nuklear fission. De hyppigt anvendte reaktorer er PWR (trykvandsreaktor), BWR (kogende vandreaktor) og PHWR (reaktor med tungt vand under tryk). Denne artikel diskuterer en oversigt over en atomreaktor, komponenter og typer.
Hvad er en atomreaktor?
Definition: Atomreaktoren er et essentielt system i en nuklear kraftværk . De inkluderer nukleare afløbsreaktioner for at generere varme ved hjælp af en metode kaldet fission. Den varme, der genereres, kan bruges til at fremstille damp til spinding turbine . Så der kan genereres elektricitet. På verdensplan er der hundredvis af kommercielle reaktorer er der, idet over 90 reaktorer er placeret i USA. Så kernekraft er en af de største energikilder til pålidelig og kulstoffri elektricitet.
Hvordan fungerer en atomreaktor?
Atomreaktorens hovedfunktion er at kontrollere nuklear fission. Atomreaktorens arbejdsprincip er nuklear fission, og det er en slags metode, der anvendes til opdeling af atomer at generere elektricitet. Atomreaktorer bruger uran, der forarbejdes til små keramiske pellets og stables sammen i brændstofstænger. En brændstofsenhed kan dannes af en flok på over 200 brændstofstænger. Normalt kan en reaktorkerne fremstilles gennem disse samlinger baseret på effektniveauet.
I beholderen til en atomreaktor placeres brændstofstængerne i vandet. Så det kan fungere som et kølemiddel såvel som mediator til at hjælpe, samtidig med at neutronernes hastighed reduceres. Disse neutroner kan genereres ved fission for at opretholde kædereaktionen.
Derefter kan kontrolstænger placeres i reaktorkernen for at reducere reaktionshastigheden. Den genererede varme gennem fissionsprocessen kan gøre vandet til damp for at rotere en turbine til generering af kulstoffri elektricitet.
Komponenter
Det væsentlige komponenter i atomreaktoren inkluderer primært følgende. Nuklearreaktordiagrammet er vist nedenfor.
Nuklearreaktorblokdiagram
- Kerne
- Reflektor
- Kontrolstænger
- Moderator
- Kølevæske
- Turbine
- Indeslutning
- Køletårne
- Afskærmning
Kerne
Kernen i reaktoren inkluderer kernebrændstof til generering af varmen. Det inkluderer uran med mindre berigede kontrolsystemer og strukturelle materialer. Kernens form er en cirkulær cylinder med en diameter på 5 til 15 meter. Kernen inkluderer et antal individuelle brændstofstifter.
Reflektor
Reflektoren er arrangeret omkring kernen for at replikere bagsiden af neutronerne, der flyder over fra kernens overflade.
Kontrolstænger
Styrestænger til atomreaktorer er designet med tunge masseelementer. Hovedfunktionen ved dette er at opsuge neutronerne. Så det kan fortsætte eller stoppe en reaktion. De vigtigste eksempler på disse stænger er bly, cadmium osv.
Disse stænger bruges hovedsageligt til start af reaktoren, opretholder reaktionen på et konstant niveau og lukker reaktoren.
Moderator
Den vigtigste funktion af moderator i en atomreaktor er at bremse neutronerne fra høje energiniveauer såvel som høje hastigheder. Så der er en chance for, at neutronen rammer brændstofstængerne, øges.
De moderne moderatorer, der anvendes på nuværende tidspunkt, omfatter hovedsageligt vand H2o, tungt vand D2o, Beryllium og grafit. Moderatorens egenskaber er termisk stabilitet er høj, stråling og kemisk stabilitet, ikke-ætsende osv.
Kølevæske
Det materiale, der bruges til at overføre varmen fra brændstof til en turbine gennem kernen som vand, flydende natrium, tungt vand, helium eller noget andet er kendt som kølemiddel. Kendetegnet ved kølemiddel inkluderer hovedsageligt smeltepunkt er lavt, kogepunktet er højt, ikke-toksicitet, mindre viskositet, stabiliteten af stråling og kemikalier osv. De almindeligt anvendte kølemidler er Hg, He, Co2, H2o.
Turbine
Turbinens hovedfunktion er at overføre varmeenergien fra kølemiddelanordningen til elektricitet.
Indeslutning
Indeslutningen adskiller atomreaktoren fra omgivelserne. Generelt fås disse i kuppelformet og designet med højdensitets- og stålarmeret beton.
Køletårn
Disse bruges af nogle typer kraftværker til at sætte overskydende varme, der ikke kan ændres til varmeenergi på grund af de termodynamiske love. Disse tårne er de hyperbolske symboler for atomenergi. Disse tårne kan simpelthen generere ferskvandsdamp.
Afskærmning
Det beskytter de arbejdende mænd mod strålingseffekten. I fissionsprocessen kan der dannes partikler som alfa, beta, gamma, hurtige og langsomme neutroner. Så for at give sikkerhed fra dem bruges beton eller blytykkede lag rundt om reaktoren. Alfa- og beta-partiklerne kan stoppes ved hjælp af tykke lag plast eller metaller.
Typer af atomreaktorer
På verdensplan findes der forskellige typer atomreaktorer. Baseret på dets design bruger det uran med forskellige koncentrationer, der anvendes til brændstof, moderatorer til at forsinke fissionsprocessen og kølemidler til varmeoverførsel. PWR- eller trykvandreaktoren er den mest almindelige type reaktor.
PWR / trykvandreaktor
Disse typer reaktorer bruges oftest i hele verden. Det bruger normalt vand som både moderator og kølevæske. I dette kan kølevæsken skyndes for at afbryde det fra at blinke i damp for at opretholde det under processen. Kraftige pumper flytter vandet ved hjælp af rør, overfører varmen fra kogende vand i en sekundær sløjfe. Den resulterende damp driver turbinegeneratoren til at generere elektricitet.
BWR / kogende vandreaktorer
I disse reaktorer udfører let krig som både kølevæske såvel som moderator. Kølevæsken sættes til side ved lavt tryk for at koge vandet. Dampen kan leveres direkte til turbinegeneratorerne for at generere elektricitet.
Tungtvandsreaktorer under tryk
Disse er også kendt som CANDU-reaktorer. Disse reaktorer betyder omkring 12% af atomreaktorerne globalt. Disse bruges hovedsageligt på alle canadiske nukleare stationer. Disse reaktorer bruger tungt vand som både kølevæske og moderator. Som brændstof bruger det naturligt uran, fordi kølemidlet i en reaktor med trykvand kan bruges til kogning af normalt vand i en anden sløjfe.
Gaskølede reaktorer
Disse reaktorer anvendes kun i Storbritannien. Disse fås i to typer, nemlig Magnox og AGR (avanceret gaskølet reaktor). Disse reaktorer bruger C02 som kølevæske og grafit som moderator. Brændstoffet, der anvendes i Magnox, er naturligt uran, mens det i AGR bruger forbedret uran.
Letvandsgrafitreaktorer
Disse reaktorer bruges i landet Rusland. Så disse reaktorer bruger almindeligt vand som kølemiddel og grafit som moderatoren. I reaktorer med kogende vand koger kølemidlet, når det tilføres gennem reaktoren. Den genererede damp vil blive leveret direkte mod turbinegeneratorer. Tidlige LWG-reaktorers design blev ofte brugt uden sikkerhedskarakteristika.
Hurtige opdrætterreaktorer
Disse reaktorer bruger hurtige neutroner til at ændre materialer som U238 og Thorium232 til fissile materialer til brændstof for reaktoren. Denne proces er forenet med genanvendelse, som har kapacitet til at forbedre tilgængelige nukleare brændselsressourcer. Disse reaktorer fungerer i Rusland.
Små modulære reaktorer
Den moderne SMR er hovedsageligt designet økonomisk. Disse reaktorer vokser for at levere elektricitet til små elnet og sandsynligvis for at levere varme til ressourceindustrien. Disse reaktorer kan også bruges i større net, når efterspørgslen vokser.
Nogle SMR-reaktorer er i vanskelige stadier af udvikling som helt under jorden, hvilket reducerer brugen af jord, personale og sikkerhedskrav. Nogle af disse reaktorer indeholder passive sikkerhedssystemer, der fungerer i op til 4 år uden genopfyldning
Nogle andre typer reaktorer er CANDU, hurtig opdrætter, Thorium, kogende vand, trykvand, prismatisk, smeltet salt, lille modulær, radioisotop termiske generatorer, fusionsreaktorer, RBMK'er, Magnox, småsten, superkritisk vandkølet, AES-2006 / VVER-1000, VHTR, HTGR og Research type reaktorer.
Anvendelse af atomreaktor
Det anvendelser af atomreaktor inkluderer følgende
- Disse bruges på atomkraftværker til at generere elektricitet og bruges også i atomkraft fremdrift.
- Kernekraftværker leverer den krævede energi til at producere elektrisk energi.
- Disse driver propellerne fra skibe ellers for at dreje akslerne på elektriske generatorer.
Således handler dette om en oversigt over en atomreaktor . Tilsvarende er der forskellige typer kommercielle atomreaktorer tilgængelige over hele verden som gaskølet, hurtig neutron og let vandgrafit, vand under tryk, kogende vand, tungt vand under tryk og hurtig opdrætterreaktor. Her er et spørgsmål til dig, hvad bruges brændstoffet i PHWR?
