Устройство и принцип работы ядерного реактора на тепловых нейтронах. Характеристика состояния реактора и регулирование хода цепной реакции


Схема ядерного реактора на тепловых нейронах



Скачать 277.53 Kb.
страница3/10
Дата12.06.2019
Размер277.53 Kb.
Название файлакр введение в инженерную деятельность.docx
ТипРеферат
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Схема ядерного реактора на тепловых нейронах
Принципиальная схема ядерного реактора на тепловых (медленных) нейтронах показана на рис. 3, где:

1 - управляющие стержни,

2 - биологическая защита,

3 - тепловая защита,

4 - замедлитель,

5 - ядерное топливо (ТВЭЛы).


l05_03

Рисунок 3. Принципиальная схема ядерного реактора на тепловых нейтронах


При попадании нейтрона в ядро изотопа урана 235 оно делится на две части и вылетают несколько (2,5-3) новых вторичных нейтронов.

Для поддержания в ядерном реакторе цепной реакции, необходимо чтобы в активной зоне реактора масса ядерного горючего была не менее критической, т.е. в реакторе должно быть такое количество 235U, чтобы хотя бы один из числа получающихся нейтронов на каждом акте деления смог бы вызвать следующий акт деления.

Когда число нейтронов в реакторе будет поддерживаться постоянным, то реакция деления будет иметь стационарный характер. Чем выше постоянный уровень числа существующих нейтронов, тем больше мощность реактора. Мощность в 1 МВт соответствует цепной реакции, при которой происходит 3 1016 делений в 1 секунду.

Если число нейтронов будет увеличиваться выше критической, то произойдёт тепловой взрыв, если уменьшаться, то реакция прекратится. Регулирование скорости течения реакции производится с помощью управляющих стержней.

Состояние ядерного реактора характеризуется эффективным коэффициентом размножения нейтронов - к или реактивностью - р, которые связаны между собой соотношением:

р= к-1/к
Для этих величин характерны следующие значения:

• к>1 - цепная реакция нарастает во времени, реактор находится в надкритическом состоянии, его реактивность р >0;

• к<1 - реакция затухает, реактор - подкритичен, р<0 ;

• к=1, р=0, - число делений ядер постоянно, реактор находится в стабильном критическом состоянии.

Ядерный реактор может работать с заданной мощностью в течение длительного времени, если в начале работы он имеет запас реактивности. В процессе работы ядерного реактора изменяется его изотопный и химический состав, происходит образование трансурановых элементов, главным образом изотопа плутония (Pu), что приводит к снижению возможности протекания цепной реакции деления ядер атомов.

Для поддержания цепной реакции ограничивают поглощение нейтронов материалами окружающими активную зону реактора. Это достигается использованием специальных материалов: биологической- 2 и тепловой- 3 защиты.

Особое значение имеет выбор теплоносителя, служащего для переноса тепла из активной зоны к турбине.

Образующиеся в результате деления нейтроны могут быть быстрыми (иметь большую скорость) и медленными (тепловыми). Вероятность захвата медленного нейтрона ядром 235U и его последующего расщепления больше, чем быстрого нейтрона. Поэтому ТВЭЛы окружают специальными замедлителями -, которые замедляют нейтроны, слабо поглощая их. Для уменьшения утечки нейтронов из реактора его снабжают отражателем. В качестве замедлителей и отражателей наиболее используют вещества, которые содержат элементы с малой атомной массой, обладающие низкой поглощающей способностью по отношению к нейтронам. Среди них водород (в составе обычной воды), дейтерий (в составе тяжелой воды) и углерод (в виде графита). Основными замедлителями являются вода, тяжелая вода, графит.

Количество стационарно существующих нейтронов определяет число образующихся осколков деления ядер, которые разлетаются в разные стороны с огромной скоростью. Торможение осколков приводит к разогреву топлива и стенок ТВЭЛов. Для снятия этого тепла в реактор подаётся теплоноситель, нагрев которого и является целью работы реактора. Часто одно и то же вещество, например, обычная вода, выполняет функции теплоносителя, замедлителя и отражателя. Подача воды в реактор производится с помощью главных циркуляционных насосов (ГЦН).

Особое значение в реакторах имеют средства управления регулирования хода цепной реакции. Достаточно эффективным средством регулирования являются вещества - поглотители, обладающие исключительной способностью захвата нейтронов, такие как бор и кадмий. Поглотители по мере необходимости вводятся в активную зону реактора для быстрого прекращения ядерной реакции.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©nashuch.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Пояснительная записка
Методические указания
Рабочая программа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Практическая работа
Учебное пособие
Общие сведения
Общая характеристика
Теоретические аспекты
Физическая культура
Дипломная работа
Самостоятельная работа
Федеральное государственное
История развития
Направление подготовки
квалификационная работа
Техническое задание
Выпускная квалификационная
Общая часть
Методическое пособие
Технологическая карта
Краткая характеристика
Теоретическая часть
прохождении производственной
государственное бюджетное
Общие положения
Методическая разработка
Технология производства
Гражданское право
Техническое обслуживание
Математическое моделирование
Исследовательская работа
Металлические конструкции
учреждение высшего
Понятие предмет
Организация работы
Правовое регулирование
Технологическая часть
Уголовное право
Описание технологического
Решение задач
Практическое занятие
Основная часть
Образовательная программа
Сравнительная характеристика
Метрология стандартизация
Общие требования