Den første kjernefysisk reaktoren ble designet for å bruke i bomber for å generere 239Pu. Etter det brukes disse reaktorene til forskjellige formål som Elektrisitetsproduksjon og brukes også til å drive skip for å generere radioisotoper og levere varme. Det er forskjellige typer atomreaktorer tilgjengelig i forskjellige design, hvor kraftproduksjonen i disse reaktorene hovedsakelig avhenger av kjernefisjon. De ofte brukte reaktorene er PWR (Pressurised Water Reactor), BWR (Boiling Water Reactor) og PHWR (Pressured Heavy Water Reactor). Denne artikkelen diskuterer en oversikt over en atomreaktor, komponenter og typer.
Hva er en atomreaktor?
Definisjon: Atomreaktoren er et viktig system i et atom kraftverk . De inkluderer atomavløpsreaksjoner for å generere varme ved hjelp av en metode som kalles fisjon. Varmen som genereres kan brukes til å lage damp for spinning a turbin . Slik at strøm kan genereres. På verdensbasis er det hundrevis av kommersielle reaktorer, der over 90 reaktorer er lokalisert i USA. Så kjernekraft er en av de største energikildene for pålitelig og karbonfri elektrisitet.
Hvordan fungerer en kjernereaktor?
Kjernefysisk reaktor har som hovedfunksjon å kontrollere kjernefisjonering. Atomreaktorens arbeidsprinsipp er kjernefisjon, og det er en slags metode som brukes for å splitte atomer for å generere strøm. Kjernefysiske reaktorer bruker uran som vil bearbeides til små keramiske pellets og stables sammen i drivstoffstenger. En drivstoffenhet kan dannes av en haug med over 200 drivstoffstenger. Vanligvis kan en reaktorkjerne fremstilles gjennom disse samlingene basert på kraftnivået.
I fartøyet til en atomreaktor plasseres drivstoffstavene i vannet. Slik at den kan fungere som et kjølevæske, så vel som en formidler for å hjelpe mens den reduserer hastigheten til nøytronene. Disse nøytronene kan genereres gjennom fisjon for å opprettholde kjedereaksjonen.
Etter det kan kontrollstavene plasseres i reaktorkjernen for å redusere reaksjonshastigheten. Den genererte varmen gjennom fisjonsprosessen kan gjøre vannet til damp for å rotere en turbin for å generere karbonfri elektrisitet.
Komponenter
Det nødvendige komponenter i atomreaktoren inkluderer hovedsakelig følgende. Kjernefysisk reaktordiagram er vist nedenfor.
Nuklearreaktorblokkdiagram
- Kjerne
- Reflektor
- Kontrollstenger
- Moderator
- Kjølevæske
- Turbin
- Begrensning
- Kjøletårn
- Skjerming
Kjerne
Kjernen i reaktoren inkluderer kjernebrensel for å generere varmen. Det inkluderer uran med mindre berikede kontrollsystemer og strukturelle materialer. Kjernens form er en sirkulær sylinder med en diameter på 5 til 15 meter. Kjernen inkluderer et antall individuelle drivstoffpinner.
Reflektor
Reflektoren er ordnet rundt kjernen for å replikere baksiden av nøytronene som renner over fra overflaten av kjernen.
Kontrollstenger
Kontrollstenger for kjernefysiske reaktorer er designet med tunge masseelementer. Hovedfunksjonen til dette er å suge opp nøytronene. Slik at den kan fortsette eller stoppe en reaksjon. De viktigste eksemplene på disse stengene er bly, kadmium osv.
Disse stengene brukes hovedsakelig for å starte reaktoren, opprettholde reaksjonen på et konstant nivå og slå av reaktoren.
Moderator
Hovedfunksjonen til moderator i en atomreaktor er å redusere nøytronene fra høye energinivåer så vel som høye hastigheter. Slik at det er en sjanse for at nøytronet treffer drivstoffstavene, vil det øke.
De moderne moderatorene som brukes i dag, inkluderer hovedsakelig vann H2o, tungt vann D2o, Beryllium og grafitt. Moderatorens egenskaper er stabiliteten til termisk er høy, stråling og kjemisk stabilitet, ikke-korrosiv, etc.
Kjølevæske
Materialet som brukes til å overføre varmen fra drivstoff til en turbin gjennom kjernen som vann, flytende natrium, tungt vann, helium eller noe annet er kjent som kjølevæske. Kjølemiddels karakteristikk inkluderer hovedsakelig smeltepunkt er lavt, kokepunktet er høyt, ikke-toksisitet, mindre viskositet, stabiliteten til stråling og kjemikalier, etc. De vanligste kjølevæskene er Hg, He, Co2, H2o.
Turbin
Turbinens hovedfunksjon er å overføre varmeenergien fra kjølevæskeenheten til elektrisitet.
Begrensning
Inneslutningen skiller atomreaktoren fra omgivelsene. Generelt er disse tilgjengelige i kuppelformet og designet med høy tetthet og stålarmert betong.
Kjøletårn
Disse brukes av noen typer kraftverk for å sette overskuddsvarmen som ikke kan endres til varmeenergi på grunn av de termodynamiske lovene. Disse tårnene er de hyperbolske symbolene for kjernekraft. Disse tårnene kan generere ganske enkelt ferskvannsdamp.
Skjerming
Det beskytter de arbeidende mennene mot strålingseffekten. I fisjonsprosessen kan partikler som alfa, beta, gamma, raske og langsomme nøytroner dannes. Så for å gi sikkerhet mot dem brukes betong eller blytykk lag rundt reaktoren. Alfa- og beta-partiklene kan stoppes ved å bruke tykke lag av plast eller metaller.
Typer atomreaktorer
Over hele verden er det forskjellige typer atomreaktorer tilgjengelig. Basert på utformingen bruker den uran med forskjellige konsentrasjoner som brukes til drivstoff, moderatorer for å forsinke prosessen med fisjon og kjølevæsker til varmeoverføring. PWR eller trykkvannsreaktoren er den vanligste reaktortypen.
PWR / trykkvannsreaktor
Disse reaktortypene brukes oftest i hele verden. Den bruker vanlig vann som både moderator og kjølevæske. I dette kan kjølevæsken skyndes for å avbryte det fra å blinke i damp for å opprettholde under prosessen. Kraftige pumper flytter vannet ved hjelp av rør, overfører varmen fra kokevann i en sekundær sløyfe. Den resulterende dampen driver turbinegeneratoren for å generere elektrisitet.
BWR / kokende vannreaktorer
I disse reaktorene utfører lett krig som både kjølevæske og moderator. Kjølevæsken settes av ved lavt trykk for å koke vannet. Dampen kan tilføres direkte til turbingeneratorene for å generere elektrisitet.
Tungtvannsreaktorer under trykk
Disse er også kjent som CANDU-reaktorer. Disse reaktorene betyr omtrent 12% av atomreaktorene globalt. Disse brukes hovedsakelig på alle kanadiske atomstasjoner. Disse reaktorene bruker tungt vann som både kjølevæske og moderator. Som drivstoff bruker den naturlig uran fordi kjølevæsken i en vannreaktor med trykk kan brukes til å koke vanlig vann i en annen sløyfe.
Gasskjølte reaktorer
Disse reaktorene brukes bare i Storbritannia. Disse er tilgjengelige i to typer, nemlig Magnox og AGR (avansert gasskjølt reaktor). Disse reaktorene bruker C02 som kjølevæske og grafitt som moderator. Drivstoffet som brukes i Magnox er naturlig uran, mens det i AGR bruker forbedret uran.
Lettvannsgrafittreaktorer
Disse reaktorene brukes i landet Russland. Så disse reaktorene bruker vanlig vann som kjølevæske og grafitt som moderatoren. I kokende vannreaktorer koker kjølevæsken når den tilføres gjennom reaktoren. Den genererte dampen vil bli levert direkte mot turbingeneratorer. Tidlige reaktorer av LWG-typen ble ofte operert uten sikkerhetsegenskaper.
Rask oppdretterreaktorer
Disse reaktorene bruker raske nøytroner for å endre materialene som U238 og Thorium232 til spaltbare materialer for å gi drivstoff til reaktoren. Denne prosessen er forenet med gjenvinning, som har kapasitet til å forbedre tilgjengelige ressurser til kjernefysisk drivstoff. Disse reaktorene opererer i Russland.
Små modulære reaktorer
Den moderne SMR er hovedsakelig designet økonomisk. Disse reaktorene vokser for å levere strøm til små strømnett og sannsynligvis for å levere varme til ressursindustrien. Disse reaktorene kan også brukes i større nett når etterspørselen vokser.
Noen SMR-reaktorer er i vanskelige stadier av utvikling, som helt under jorden, og reduserer bruken av land, bemanning og sikkerhetskrav. Noen av disse reaktorene inneholder passive sikkerhetssystemer som fungerer i opptil 4 år uten påfyll
Noen andre typer reaktorer er CANDU, Rask oppdretter, Thorium, Kokende vann, Trykkvann, Prismatisk, Smeltet salt, Små modulære, Radioisotop termiske generatorer, Fusjonsreaktorer, RBMKs, Magnox, Pebble bed, Superkritisk vannkjølt, AES-2006 / VVER-1000-, VHTR-, HTGR- og Research-type reaktorer.
Bruk av atomreaktor
De anvendelser av atomreaktor Inkluder følgende
- Disse brukes på kjernekraftverk for å generere elektrisitet og brukes også til kjernefysisk fremdrift.
- Kjernekraftverk leverer den nødvendige energien for å produsere elektrisk energi.
- Disse driver propellene på skip ellers for å snu sjakten til elektriske generatorer.
Dermed handler dette om en oversikt over en atomreaktor . På samme måte er det forskjellige typer kommersielle kjernefysiske reaktorer tilgjengelig over hele verden som gasskjølt, hurtig nøytron og lett vanngrafitt, trykkvann, kokende vann, tungt trykk under vann og hurtig oppdretterreaktor. Her er et spørsmål til deg, hva brukes drivstoffet i PHWR?
