První jaderný reaktor byl navržen pro použití v bombách ke generování 239Pu. Poté se tyto reaktory používají pro různé účely výroba elektřiny a také se používá k pohonu lodí k výrobě radioizotopů a dodávce tepla. Existují různé typy jaderných reaktorů v různých provedeních, kde výroba energie v těchto reaktorech závisí hlavně na štěpení jader. Často používanými reaktory jsou PWR (tlakovodní reaktor), BWR (varný vodní reaktor) a PHWR (tlakový reaktor těžké vody). Tento článek pojednává o přehledu jaderného reaktoru, jeho komponent a typů.

Co je to jaderný reaktor?

Definice: Jaderný reaktor je základním systémem v jaderné oblasti elektrárna . Zahrnují jaderné odtokové reakce k výrobě tepla pomocí metody zvané štěpení. Teplo, které se generuje, může být použito k výrobě páry pro spřádání a turbína . Aby bylo možné vyrábět elektřinu. V celosvětovém měřítku existují stovky komerčních reaktorů, přičemž více než 90 reaktorů se nachází v USA. Jaderná energie je tedy jedním z největších zdrojů energie pro spolehlivou a bezuhlíkovou elektřinu.

Jak funguje jaderný reaktor?

Hlavní funkcí jaderného reaktoru je kontrola štěpení jader. Principem fungování jaderného reaktoru je štěpení jader a jedná se o jeden druh metody používané k štěpení atomy k výrobě elektřiny. Jaderné reaktory používají uran, který se zpracovává na malé keramické pelety a společně se skládají do palivových tyčí. Palivová soustava může být tvořena svazkem více než 200 palivových tyčí. Obvykle může být jádro reaktoru vyrobeno prostřednictvím těchto sestav na základě úrovně výkonu.

V nádobě jaderného reaktoru jsou palivové tyče umístěny ve vodě. Aby mohl fungovat jako chladivo i jako prostředník a pomáhat při snižování rychlosti neutronů. Tyto neutrony mohou být generovány štěpením k udržení řetězové reakce.

Poté lze do jádra reaktoru umístit řídicí tyče pro snížení rychlosti reakce. Generované teplo štěpným procesem může z vody vytvořit páru, která bude otáčet turbínou pro výrobu bezuhlíkové elektřiny.

Součásti

Základní složky jaderného reaktoru zahrnují hlavně následující. Schéma jaderného reaktoru je uvedeno níže.

Blokové schéma jaderného reaktoru

Jádro
Reflektor
Ovládací tyče
Moderátor
Chladicí kapalina
Turbína
Zadržování
Chladicí věže
Stínění

Jádro

Jádro v reaktoru zahrnuje jaderné palivo pro generování tepla. Zahrnuje uran s méně obohaceným, řídicí systémy a konstrukční materiály. Tvar jádra má kruhový válec o průměru 5 až 15 metrů. Jádro obsahuje řadu jednotlivých palivových čepů.

Reflektor

Reflektor je uspořádán kolem jádra, aby replikoval zadní stranu neutronů, které přetékají z povrchu jádra.

Ovládací tyče

Řídicí tyče jaderného reaktoru jsou navrženy s prvky těžké hmoty. Hlavní funkcí je nasávat neutrony. Aby mohla pokračovat nebo zastavit reakci. Hlavními příklady těchto prutů jsou olovo, kadmium atd.
Tyto tyče se používají hlavně pro spuštění reaktoru, udržování reakce na konstantní úrovni a odstavení reaktoru.

Moderátor

Hlavní funkcí moderátor v jaderném reaktoru je zpomalit neutrony z vysokých energetických hladin i vysokých rychlostí. Aby se zvýšila pravděpodobnost, že neutron zasáhne palivové tyče.

V současnosti používané moderní moderátory zahrnují hlavně vodu H2o, těžkou vodu D2o, berylium a grafit. Vlastnosti moderátoru jsou vysoká tepelná stabilita, radiační a chemická stabilita, nekorozivita atd.

Chladicí kapalina

Materiál, který se používá k přenosu tepla z paliva do turbíny jádrem, jako je voda, kapalný sodík, těžká voda, hélium nebo něco jiného, se nazývá chladicí kapalina. Mezi vlastnosti chladicí kapaliny patří zejména nízká teplota tání, bod varu vysoký, netoxický, nižší viskozita, stabilita záření a chemikálií atd. Běžně používanými chladicími kapalinami jsou Hg, He, Co2, H2o.

Turbína

Hlavní funkcí turbíny je přenos tepelné energie z chladicího zařízení na elektřinu.

Zadržování

Kontejner odděluje jaderný reaktor od okolí. Obecně jsou k dispozici ve tvaru kopule a jsou navrženy s vysokou hustotou a železobetonem.

Chladící věž

Používají je některé typy elektráren k ukládání přebytečného tepla, které nelze změnit na tepelnou energii kvůli termodynamickým zákonům. Tyto věže jsou hyperbolické symboly pro jadernou energii. Tyto věže mohou generovat jednoduše sladkovodní páru.

Stínění

Chrání pracující muže před radiačním účinkem. V procesu štěpení mohou vznikat částice jako alfa, beta, gama, rychlé a pomalé neutrony. Aby byla zajištěna jejich bezpečnost, jsou kolem reaktoru použity betonové nebo olověné tlusté vrstvy. Alfa a beta částice lze zastavit pomocí silných vrstev plastů nebo kovů.

Druhy jaderných reaktorů

Celosvětově existují různé typy jaderných reaktorů. Na základě své konstrukce používá uran s různými koncentracemi používanými pro palivo, moderátory ke zpoždění procesu štěpení a chladicí kapaliny k přenosu tepla. Nejběžnějším typem reaktoru je PWR nebo tlakovodní reaktor.

PWR / tlakovodní reaktor

Tyto typy reaktorů se nejčastěji používají na celém světě. Používá normální vodu jako moderátor i chladicí kapalinu. V tomto případě může být chladivo spěcháno, aby se zabránilo jeho blikání na páru, aby se během procesu udržel. Výkonná čerpadla pohybují vodou pomocí potrubí a přenášejí teplo z vařené vody do sekundární smyčky. Výsledná pára pohání generátor turbíny k výrobě elektřiny.

BWR / varné vodní reaktory

V těchto reaktorech funguje lehká válka jako chladivo i moderátor. Chladicí kapalina se ponechá při nízkém tlaku k varu vody. Pára může být dodávána přímo do turbínových generátorů za účelem výroby elektřiny.

Tlakované reaktory pro těžkou vodu

Tito jsou také známí jako reaktory typu CANDU. Tyto reaktory představují přibližně 12% jaderných reaktorů na celém světě. Používají se hlavně na všech kanadských jaderných stanicích. Tyto reaktory používají těžkou vodu jako chladivo i moderátor. Jako palivo používá přírodní uran, protože v reaktoru s tlakovou vodou může být chladivo použito k vaření normální vody v jiné smyčce.

Plynem chlazené reaktory

Tyto reaktory se používají pouze ve Velké Británii. Jsou k dispozici ve dvou typech, jmenovitě Magnox a AGR (pokročilý reaktor chlazený plynem). Tyto reaktory používají C02 jako chladicí kapalinu a grafit jako moderátor. Palivem používaným v Magnoxu je přírodní uran, zatímco v AGR používá vylepšený uran.

Lehkovodní grafitové reaktory

Tyto reaktory se používají v zemi Rusko. Tyto reaktory tedy používají jako chladicí kapalinu běžnou vodu a grafit jako moderátor. Ve vroucích vodních reaktorech se chladivo vaří, když je dodáváno do celého reaktoru. Vygenerovaná pára bude dodávána přímo do turbínových generátorů. Rané konstrukce reaktorů typu LWG byly často provozovány bez bezpečnostních charakteristik.

Rychlé chovné reaktory

Tyto reaktory používají rychlé neutrony k přeměně materiálů jako U238 a Thorium232 na štěpné materiály, které pohánějí reaktor. Tento proces je spojen s recyklací, která má schopnost zvýšit dostupné zdroje jaderného paliva. Tyto reaktory pracují v Rusku.

Malé modulární reaktory

Moderní SMR je navržen hlavně ekonomicky. Tyto reaktory rostou a dodávají elektřinu malým elektrickým sítím a pravděpodobně dodávají teplo pro průmyslová odvětví. Tyto reaktory lze také použít ve větších sítích, když roste poptávka.

Některé reaktory typu SMR jsou ve složitých fázích vývoje, jako je plně pod zemí, což snižuje nároky na půdu, personální zabezpečení a zabezpečení. Některé z těchto reaktorů obsahují systémy pasivní bezpečnosti, které fungují až 4 roky bez doplňování

Některé další typy reaktorů jsou CANDU, Fast breeder, Thorium, vroucí voda, tlaková voda, prizmatická, roztavená sůl, malé modulární, radioizotopové tepelné generátory, fúzní reaktory, RBMK, Magnox, oblázkové lože, superkritické vodou chlazené, AES-2006 / Reaktory typu VVER-1000, VHTR, HTGR a Research.

Využití jaderného reaktoru

The aplikace jaderného reaktoru zahrnout následující

Ty se používají v jaderných elektrárnách k výrobě elektřiny a také se používají v jaderném lodním pohonu.
Jaderné elektrárny dodávají energii potřebnou k výrobě elektrické energie.
Tyto pohání vrtule lodí, aby jinak otáčely hřídele elektrických generátorů.

Jedná se tedy o vše o přehled jaderného reaktoru . Podobně jsou po celém světě k dispozici různé typy komerčních jaderných reaktorů, jako jsou plynem chlazené, grafy s rychlým neutronem a lehkou vodou, tlaková voda, vroucí voda, tlaková těžká voda a rychlý chovný reaktor. Zde je otázka, jaké je palivo použité v PHWR?