Wstęp do fizyki jądra atomowego/Łańcuchowe reakcje rozszczepienia. Reaktory jądrowe. Bomba jądrowa: Różnice pomiędzy wersjami

Reaktor zw posiadanymktórym modelatorem zjest grafitugrafit, z chłodziwem, który jest lekko wrzący reaktorwrząca jądrowywoda. Zastosowano w nim chłodzenie czystą wodą i użycieUżycie modelatora grafitowego teoretycznie umożliwia użycie naturalnego uranu. Jest to jedna z najbardziej ekonomicznych reaktorówkonstrukcja reaktora, ale bardziej podatny na róznegoróżnego typurodzaju awarie, co było główną przyczyną awarii reaktora w Czarnobylu.

NieRdzeń posiadareaktora żadnejnie obudowyjest rdzeńzamknięty reaktoraw bezpieczeństwazbiorniku względemciśnieniowym, standardówciśnienie zastosowanejpanuje najedynie Zachodziew rurach w których znajdują się pręty paliwowe i przepływa woda chłodząca. W betonowej studni jest umieszczony reaktor o wymiarach na 21,6 na 25,5 m. To 1661 sześciennych bloków grafitowych stanowi rdzeń reaktora o przekroju o boku kwadratu krawędzi równej 250 mm stanowi rdzeń reaktora, gdzie kanałach występują pionowe otwory paliwowe. ZostałaW wzmocnionacelu chłodzenia, około 5% przewodnośćenergii cieplnawydziela wprowadzanychsię w blokach grafitowych, i zapobieżenia zapłonu rozgrzanego grafitu przestrzeń pomiędzy blokami grafitowymi a kanałami paliwowymi przezwypełniono mieszaninęmieszaniną helu i azotu. WarstwąRdzeń grafitureaktora jest otoczony rdzeńwarstwą reaktoragrafitu o wymiarach grubości 500-800 mm, którektóra spełniająspełnia rolę pierwszej bariery ochronnej i reflektora neutronów. Reaktor jest otoczony lekką wodą o grubości 1,2 metrówmetra i następnie dwumetrową ściana betonową. Z góry i z dołu reaktora jest on otoczony płytami stalowymi o grubości 200-250mm250 mm. Wykonane z stali nierdzewnej stanowią kanałyKanały paliwowe stanowiące rury o średnicy 88mm.88 Przechodzącąmm przechodzą przez grafitrury częśćchłodzące głównasą jestwykonane ze stali nierdzewnej a w części głównej są wykonanąwykonane ze stopu niobu i cyrkonu. Chłodzący indywidualnie wrzącą wodą jest każdy kanał o temperaturze wody lekkiej równej 290^oC. Zestawy paliwowe o wysokości 3650 mm po 18 prętów każdy jest wewnątrz zestawu kanału paliwowego. Rurki (koszulki) cyrkonowo-niobowa o średnicy 13,6 mm i grubości 0,9 mm stanowią pojedyncze pręty paliwowe, pastylkami paliwowymi zapełniona o grubości 15 mm z dwutlenku uranu, minimalnie wzbogaconego do 1,8% uranem-235. Całkowita masa paliwa całego paliwa w reaktorze wynosi 190 t. Czas używania jednego pręta w reaktorze wynosi około 3 lata, a ich zmiana na inne nowszenowe pręty może przebiegać podczas normalnej pracy reaktora. ZCiepło jednymodbierają obiegiemz technologicznymreaktora cały blok pracuje, ale w dwóchdwa pojedynczychjednoobiegowe systemachukładem chłodzenia. Woda pod ciśnieniem w kanałach paliwowych odbiera większość ciepła wydzielonego wygenerowanego w trakcie reakcji rozszczepienia. JejPara częśćwodna po opuszczeniu reaktora odparowujezawiera kropelki wody, aw dalejseparatorach pary następuje oddzielenie wody z mieszaniny parowo-wodnej. zPara separatorach wychodzącej z reaktora. Oo temperaturze 284 °C i ciśnieniu 6,5 MPa jest uzyskana para wodna w ilości tego płynu średnio 5780 t wody na godzinę., która jest doprowadzana do dwóch turbogeneratorów o mocy 500 MW każdy z tych urządzeń. SkroplonaPo opuszczeniu turbogeneratora para wodnajest skraplana w kondensatorze i kierowana jest z następnie znowu do reaktora. Sprawność elektrowni jądrowej wynosi 31 %. Q układUkład awaryjnego chłodzenia reaktora jest wyposażony w rdzeń, uruchamiany jeśli zostaje poważnie zaburzony obieg chłodziwa.

W wieloblokowych elektrowniach, po 2-6 bloków pracują sobie reaktory. Zbudowano także udoskonalony reaktor jądrowy RBMK-1500, o mocy zwiększonej do 1500 MW, który pracuje w Ignalinie. Przygotowano także projektyprojekt udoskonalonego reaktora jądrowego RBMK-2000, w którymktóry użytowytwarza jądrowy przegrzanie paryparę wodnejwodną doo temperaturytemperaturze 450 °C, iużywa wzbogaceniesię w nim uranu-235 zwiększonowzbogaconego do 2,2% uraniu-235.