የኑክሌር ሬአክተር: ስርዓተ መመሪያዎች, እና ዩኒት የወረዳ

ዲዛይን እና ማስጀመር እና ቁጥጥር ራስን ማቆያ የኑክሌር ምላሽ ላይ የተመሠረተ የኑክሌር ሬአክተር መካከል ክወና. ይህ ሬዲዮአክቲቭ isotopes ምርት ለማግኘት የምርምር መሣሪያ እንደ ሆነ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ የሚሆን አንድ የኃይል ምንጭ ሆኖ ያገለግላል.

የኑክሌር ሬአክተር: የክወና መርህ (አጭር)

E ዚህ ጥቅም ላይ fission ሂደት ውስጥ አንድ ከባድ አስኳል ሁለት ትናንሽ ቁርጥራጮች ወደ ይለውጠዋል. እነዚህ ቁርጥራጮች በጣም ደስተኛ ሁኔታ ውስጥ ናቸው እና ኒውትሮን, እና ሌሎች የአቶሚክ እና ፎቶኖች ያሰማሉ. ኒውትሮን እነሱ በጣም ላይ የበለጠ ከመነጋገሩ, እንዲሁም ናቸው ምክንያት አዲስ መከፋፈል ሊያስከትል ይችላል. ሰንሰለት ምላሽ ተብሎ disintegrations ይህ ቀጣይነት በራስ-ማቆያ ቁጥር. በተመሳሳይ ጊዜ, ጉልበት ትልቅ መጠን, የምርት ይህም የኑክሌር ኃይል መጠቀምን ዓላማ ነው.

አንድ የኑክሌር ሬአክተር እና የኑክሌር ኃይል ማመንጫ የክወና መርህ የቅኝ ስንጠቃ ኃይል 85% ምላሽ ከጀመረ በኋላ በጣም በአጭር ጊዜ ውስጥ ይፋ መሆኑን እንደዚህ ነው. እነሱ ኒውትሮን ውድቅ በኋላ ቀሪው ክፍል, fission ምርቶች ሬዲዮአክቲቭ መበስበስ በ ምርት ነው. ሬዲዮአክቲቭ መበስበስ ስለ አቶም ቋሚ ሁኔታ እስኪደርስ ውስጥ ሂደት ነው. እሱ ቀጠለ የማካፈል በኋላ.

ስለ ቁሳዊ አብዛኞቹ ተከፍሎ ይደረጋል ድረስ አቶሚክ ቦምብ ሰንሰለት ምላሽ, ጫና ውስጥ ይጨምራል. ይሄ እንደ ቦምቦች ባሕርይ አንድ በጣም ኃይለኛ ፍንዳታዎችን ማፍራት, በጣም በፍጥነት ይከሰታል. ዘዴ እና ቁጥጥር የሚጠጉ ቋሚ ደረጃ ላይ ያለውን ሰንሰለት ምላሽ ጠብቆ መርህ ላይ የተመሠረተ የኑክሌር ሬአክተር መካከል ክወና. እንደ አቶሚክ ቦምብ አይደለም ይችላሉ መበተን ስለዚህ የተነደፈ ነው.

ሰንሰለት ስሜት እና ትችት

ፊዚክስ fission ሬአክተር የሚወሰነው መሆኑን የኑክሌር fission በኒውትሮን ልቀት በኋላ አንድ ሰንሰለት ምላሽ ይሁንታ. የቅርብ ህዝብ ይቀንሳል ከሆነ, መጨረሻ ላይ ክፍፍል መጠን ወደ ዜሮ ይወድቃሉ. በዚህ ሁኔታ ውስጥ ሬአክተር አንድ subcritical ሁኔታ ውስጥ ይሆናሉ. በኒውትሮን ህዝብ በቋሚ ደረጃ ጠብቆ ከሆነ fission መጠን የተረጋጋ ይቆያል. የ ሬአክተር ወሳኝ ሁኔታ ውስጥ ይሆናሉ. በጊዜ ሂደት በኒውትሮን ብዛት እያደገ ከሆነ እና በመጨረሻ, ፍጥነት እና ኃይል በቅንነት እንዲጨምር ያደርጋል. ዋና ሁኔታ supercritical ይሆናል.

ቀጥሎ የኑክሌር ሬአክተር መካከል የክወና መርህ. በኒውትሮን ህዝብ ከመጀመሩ በፊት ዜሮ ቅርብ ነው. ከዚያም, ከዋኞች በጊዜያዊነት supercritical ሁኔታ ውስጥ ሬአክተር ይቀይራል ያለውን ክፍፍል ኮሮች እየጨመረ, ዋና ጀምሮ ቁጥጥር ዘንጎች ያስወግዱ. ለመድረስ በኋላ ያለውን ደረጃ የተሰጠው ኃይል አንቀሳቃሾች በከፊል ኒውትሮን መጠን በማስተካከል, ቁጥጥር ዘንጎች ተመለሱ. ቢጣስ ሬአክተር ወሳኝ ሁኔታ ውስጥ ጠብቆ ነው. ማቆም አስፈላጊ ነው ጊዜ ከዋኝ ሙሉ በሙሉ በትሮቹን ያስገባዋል. ይህ ክፍፍል እንዳይታወቅ እና subcritical ሁኔታ ውስጥ ኮር ያስቀምጠዋል.

ማመንጫዎች አይነቶች

አሁን ያለውን የኃይል አብዛኞቹ በዓለም ላይ የኑክሌር ጭነቶች መካከል የኤሌክትሪክ ማመንጫዎች የትኞቹ ተርባይኖች, መንዳት አስፈላጊ ሙቀት የማመንጨት ነው. በተጨማሪም በዚያ ብዙ ምርምር ኃይል ማመንጫዎች ናቸው, እና በአንዳንድ አገሮች አቶም የኃይል የተገፋና ሰርጓጅ ወይም ላዩን መርከቦች, አላቸው.

ኃይል ተክሎች

አለ ሬአክተር የዚህ ዓይነት በርካታ ዝርያዎች ናቸው, ነገር ግን በስፋት ብርሃን ውሃ ንድፍ ጀመሩ. በምላሹም, ይህ የታመቀ ውኃ ወይም በፈላ ውሃ ውስጥ መጠቀም ይቻላል. በመጀመሪያው ጉዳይ ከፍተኛ ግፊት ፈሳሽ ዋና ሙቀት በ ሞቆ እና የእንፋሎት Generator ይገባል. እዚያ, ወደ ሁለተኛ የወረዳ ወደ ዋናው እስከ ሙቀት ተጨማሪ ውኃ ሙስሉሞችን, አልፏል. የመነጨው በእንፋሎት በመጨረሻም የእንፋሎት ተርባይን ዑደት ውስጥ የስራ ፈሳሽ ሆኖ ያገለግላል.

የ ሬአክተር የሚፈላ አይነት ቀጥተኛ ኃይል ዑደት መርህ ላይ የሚሠራ ነው. ዋና በኩል በማለፍ ውኃ, መካከለኛ ግፊት ደረጃ ላይ አፍልቶ አመጡ. በተጠናወተው የእንፋሎት separators ተከታታይ ያልፋል እና ማድረቂያ በውስጡ sverhperegretoe ሁኔታ ምክንያት, ወደ ሬአክተር ዕቃ ውስጥ የተዘጋጁ ናቸው. በሚንቀለቀል በእንፋሎት ከዚያም የሥራ ፈሳሽ, የ የሚሽከረከር ተርባይን ሆኖ ያገለግላል.

ከፍተኛ-ሙቀት ጋዝ-እንዲቀዘቅዝ

ከፍተኛ-ሙቀት ጋዝ-እንዲቀዘቅዝ ሬአክተር (HTGR) - አንድ የኑክሌር ሬአክተር, የክወና መርህ ነዳጅ እና microspheres የሆነ ነዳጅ ቅልቅል ሆኖ ግራፋይት አጠቃቀም ላይ የተመሠረተ ነው. ሁለት ተፎካካሪ ንድፎችን አሉ:

• አንድ Graphite ቀፎ ውስጥ ነዳጅ እና ግራፋይት ቅልቅል የያዘ, ሉላዊ የነዳጅ ክፍሎች ዲያሜትር በ 60 ሚሜ ይጠቀማል በጀርመንኛ "ልቅ-ሙላ" ስርዓት;
• ዋና ለመፍጠር interlock አንድ ግራፋይት ስድስት ጎን ማዕዘኑን የአሜሪካ ስሪት.

በሁለቱም ሁኔታዎች, ስለ የማቀዝቀዝ ፈሳሽ 100 ሊከሰትባቸው የሆነ ግፊት ሥር ሂሊየም ያካትታል. የጀርመን ሥርዓት ሂሊየም ክብ ውስጥ ንብርብር ላይ ክፍተቶች በኩል የሚያልፍ የነዳጅ ንጥረ ነገሮች, እንዲሁም በአሜሪካ ውስጥ - የ ሬአክተር ዋና ማእከላዊ ዘንጉ አብሮ ዝግጅት Graphite በሐውልቶችና ላይ ክፍተት በኩል. የ Graphite ሙሉ በሙሉ እጅግ ከፍተኛ sublimation ሙቀት, እንዲሁም በኬሚካል ሲያፈርስና ሂሊየም ያለው በመሆኑ ሁለቱም አማራጮች, በጣም ከፍተኛ ሙቀት ላይ ሊሠራ ይችላል. ሙቅ ሂሊየም ከፍተኛ ሙቀት ላይ ጋዝ ተርባይን ውስጥ የስራ ፈሳሽ ሆኖ በቀጥታ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል ወይም ሙቀት የእንፋሎት ዑደት ውኃ ለማመንጨት ጥቅም ላይ ሊሆን ይችላል.

ሊኩይድ-ሜታል የኑክሌር ሬአክተር: የወረዳና የስራ መመሪያ

ሶዲየም coolant ጋር በፍጥነት ኃይል ማመንጫዎች በ 1960-1970 ዎቹ ውስጥ ከፍተኛ ትኩረት ተቀብለዋል. ከዚያም ማባዛት ያላቸውን ችሎታ ያለው አይመስልም የኑክሌር ነዳጅ በቅርብ ጊዜ ውስጥ በፍጥነት እየተቀየረ የኑክሌር ኢንዱስትሪው ነዳጅ ለማምረት የሚያስፈልጉ ናቸው. ይህ መጠበቅ ከእውነታው የራቀ መሆኑን በግልጽ ሆነ ጊዜ, ጉጉት በ 1980 እየከሰመ. ይሁን እንጂ በዩናይትድ ስቴትስ, ሩሲያ, ፈረንሳይ, በብሪታንያ, ጃፓን እና ጀርመን የዚህ ዓይነት ኃይል ማመንጫዎች ተከታታይ ሠራ. ከእነሱ መካከል አብዛኞቹ የዩራኒየም ዳይኦክሳይድ ወይም plutonium ዳይኦክሳይድ ቅልቅል ላይ ይሰራሉ. በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ, ይሁን እንጂ, ታላቅ ስኬት ብረት ነዳጅ ጋር ማሳካት ነበር.

CANDU

ካናዳ የተፈጥሮ የዩራኒየም የሚጠቀሙ ያለውን ኃይል ማመንጫዎች ላይ ያለውን ጥረት, ትኩረት አድርጓል. ይህም በውስጡ ማበልፀጊያ ከሌሎች አገሮች አገልግሎቶች ለመጠቀም አስፈላጊነት አያስቀርም. የዚህ ፖሊሲ ውጤቱ deuterium-የዩራኒየም ሬአክተር (CANDU) ነበር. ለመቆጣጠር እና ማቀዝቀዝ ከባድ ውኃ ምርት. የኑክሌር ሬአክተር ንድፍ እና ክወና በከባቢ አየር ግፊት ላይ ቀዝቃዛ D ₂ ሆይ ጋር ታንክ መጠቀም ነው. ገባሪ አካባቢ የራሱ ከባድ ውሃ ማቀዝቀዝ circulates ይህም በኩል የተፈጥሮ የዩራኒየም መካከል zirconium ቅይጥ ነዳጅ, ቱቦዎች ተዘፍቆ. ኤሌክትሪክ ወደ የእንፋሎት Generator በኩል እንደተሰራጩ ነው ይህም ከባድ ውሃ coolant, ውስጥ ሙቀት ዝውውር ተአምርም ምርት ነው. ወደ ሁለተኛ ደረጃ ምልልስ ውስጥ በእንፋሎት ከዚያም አንድ መደበኛ ተርባይን ዑደት ውስጥ ያልፋል.

የምርምር ተቋማት

ምርምር የኑክሌር ሬአክተር በጣም ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ ለማግኘት, መሠረታዊ የሆነውን መልክ አብያተ ክርስቲያናት ውስጥ ውኃ የማቀዝቀዣ የታርጋ እና የዩራኒየም የነዳጅ ንጥረ ነገሮች አጠቃቀም ላይ ያካትታል. ሜጋ ዋት ወደ መቶ ከጥቂት ኪሎዋት ኃይል ደረጃዎች ሰፊ ክልል ውስጥ የሚንቀሳቀሱ ችሎታ. ኃይል ትውልድ ምርምር ኃይል ማመንጫዎች ዋነኛ ዓላማ አይደለም ስለሆነ እነሱ የፍል የመነጨ ኃይል, እና ዋና ስመ የኃይል ኒውትሮን መካከል ጥግግት ባሕርይ ነው. እነዚህ መለኪያዎች የተወሰኑ ጥናቶች ለማካሄድ አንድ የምርምር ሬአክተር ያለውን ችሎታ በቁጥር ለማስቀመጥ ይረዳናል ነው. አነስተኛ ኃይል ስርዓት ዩኒቨርሲቲዎች ለማከናወን አዝማሚያ እና ስልጠና የሚያገለግሉ ናቸው, እና ከፍተኛ ኃይል እንዲሁም አጠቃላይ ምርምር ለማግኘት, ቁሳቁስ እና ባህሪያት ለመሞከር የምርምር ላቦራቶሪ ውስጥ አስፈላጊ ነው.

እንደሚከተለው ክወና በጣም የተለመደ ምርምር የኑክሌር ሬአክተር, አወቃቀርና መርህ ነው. በውስጡ ንቁ አካባቢ ውኃ ትልቅ ጥልቅ መዋኛ ታችኛው ክፍል ውስጥ ይገኛል. ይህ በኒውትሮን ጨረሮች ሊተላለፉ ይችላሉ, ይህም በ ምሌከታ እና ሰርጥ ምደባ ያመቻቻል. ዝቅተኛ ኃይል ደረጃ በቂ ሙቀት ማባከን ያረጋግጣል coolant ተፈጥሯዊ convection የሆነ አስተማማኝ ስርዓተ ሁኔታ ለመጠበቅ እንደ coolant ረገጥ አያስፈልግም ነው. የ የሙቀት በአብዛኛው ወለል ላይ ወይም የሞቀ ውሃ ያፈሩትን ነው የት ኩሬ የላይኛው ክፍል ውስጥ ይገኛል.

መርከብ ጭነት

የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች መካከል ኦርጅናል እና ዋና አጠቃቀም ሰርጓጅ ውስጥ ያላቸውን ጥቅም ነው. የእነሱ ዋና ጥቅም የቅሪተ ነዳጅ ለቃጠሎ ስርዓት በተቃራኒ ውስጥ የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት እነሱ አየር አንጠይቅም, መሆኑ ነው. በመሆኑም የኑክሌር ሰርጓጅ ለረጅም ጊዜ ጠልቀው ይቆያል ይችላሉ, እና መደበኛ በናፍጣ-የኤሌክትሪክ ሰርጓጅ በየጊዜው ያላቸውን የአየር ሞተርስ ለማሄድ, ላይ ላዩን ወደ ይነሣ. የኑክሌር ኃይል ስትራቴጅያዊ ጥቅም የባህር ኃይል መርከቦች ያቀርባል. እሷን ምስጋና, የውጭ ወደቦች ወይም በቀላሉ ተጋላጭ የሚጭኑ ከ ነዳጅ አያስፈልግም የለም.

አንድ ሰርጓጅ ላይ የኑክሌር ሬአክተር መካከል የክወና መርህ ይመደባሉ. ይሁን እንጂ, ይህ ዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በከፍተኛ ጠጎች የዩራኒየም ይጠቀማል, እና መቀነሻው እና የማቀዝቀዝ ብርሃን ውሃ እንደሆነ የታወቀ ነው. የመጀመሪያው ሬአክተር የኑክሌር ሰርጓጅ ዩኤስኤስ Nautilus ንድፍ በጥብቅ ኃይለኛ ምርምር ጭነቶች ተጽዕኖ ነበር. ልዩ ባህሪ አቅራቢያዎች እና ካቆሙት በኋላ ዳግም ችሎታ ያለ የስራ ረዘም ያለ ጊዜ በመስጠት, በጣም ከፍተኛ reactivity ህዳግ ነው. ሰርጓጅ ውስጥ የኃይል ጣቢያ ማወቂያ ለማስቀረት, በጣም ዝም መሆን አለበት. ኃይል ማመንጫ የተለያዩ ሞዴሎች የተቋቋመ ቆይተዋል ሰርጓጅ የተለያዩ ክፍሎች መካከል የተወሰነ ፍላጎት ለማሟላት.

የአሜሪካ የባህር ኃይል አውሮፕላን ሞደሞች ላይ ትልቁ ሰርጓጅ የተወሰደ ዘንድ ይታመናል መሠረታዊ ይህም የኑክሌር ሬአክተር, ተጠቅሟል. እና የግንባታ ዝርዝር ያልታተሙ.

በዩናይትድ ስቴትስ ባሻገር, ሰርጓጅ ንግሊዝ, ፈረንሳይ, ሩሲያ, ቻይና እና ሕንድ ውስጥ ናቸው. በእያንዳንዱ ጉዳይ ላይ, ዲዛይን ይፋ ነበር, ነገር ግን ሁሉም እጅግ ተመሳሳይ እንደሆኑ ይታመናል - ይህን ያላቸውን የቴክኒክ ባህርያት ተመሳሳይ መስፈርቶች ምክንያት ነው. ሩሲያ ደግሞ ትንሽ መርከቦች አለው የኑክሌር icebreakers መካከል, የሶቪየት ሰርጓጅ ውስጥ ተመሳሳይ ሬአክተር አብቅቶታል.

የኢንዱስትሪ ጭነቶች

የምርት ዓላማ የጦር ክፍል plutonium-239 መካከል ዝቅተኛ ደረጃ ሃይል ጋር ከፍተኛ ምርታማነት ውስጥ ያካትታል መሠረታዊ ይህም አንድ የኑክሌር ሬአክተር, ይጠቀማል. ይህ ኮር ውስጥ plutonium የረጅም ጊዜ ቆይታ ያልተፈለገ ²⁴⁰ PU ለማከማቸት ይመራል እውነታ ምክንያት ነው.

Tritium ምርት

ለ ክፍያ - በአሁኑ ወቅት, እንዲህ ያሉ ሥርዓቶች በማድረግ ለመድረስ የሚያስችል ዋናው ቁሳዊ Tritium ⁽³ H ወይም T) ነው ሃይድሮጂን ቦምቦች. Plutonium-239, 24.100 ዓመት ረጅም ግማሽ-ህይወት, ስለዚህ ደንብ ሆኖ, ይህ ኤለመንት የሚጠቀሙ የኑክሌር መሣሪያዎች ጋር አንድ አገር ያለው አስፈላጊ በላይ ይበልጥ አላቸው. በ ²³⁹ PU ወደ በተቃራኒው, Tritium ያለውን ግማሽ-ሕይወት ገደማ 12 ዓመት ነው. በመሆኑም አስፈላጊውን ቆጠራ ለመጠበቅ, ሃይድሮጂን ይህን ሬዲዮአክቲቭ isotope በቀጣይነት መከናወን አለበት. አሜሪካ, የ የተከበበች ወንዝ (ደቡብ ካሮላይና) ለምሳሌ ያህል, Tritium ማፍራት የትኛው የተለያዩ ከባድ የውሃ ኃይል ማመንጫዎች, አለው.

ተንሳፋፊ ኃይል

የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች የተፈጠረ, የኤሌክትሪክ እና የእንፋሎት ማሞቂያ ማቅረብ የሚችል ገለልተኛ አካባቢዎች ተሰርዟል. በሩሲያ ውስጥ, ለምሳሌ ያህል, እኛ ይልቁንም አርክቲክ የሰፈራ ወደ በእንደዚያ የተዘጋጀ አነስተኛ ኃይል ስርዓት መጠቀምን, አገኘ. ቻይና ውስጥ, የ 10-ሜጋ ተክል HTR-10 አቅርቦት ለማሞቅ እና በሚገኝበት ያለውን የኤሌክትሪክ ኃይል ምርምር ኢንስቲትዩት,. በራስ ተመሳሳይ ችሎታዎች ጋር ቁጥጥር አነስተኛ ኃይል ማመንጫዎች መካከል ልማት ስዊድን እና ካናዳ ውስጥ መካሄድ ነው. በ 1960 እና 1972 መካከል, የአሜሪካ ጦር ግሪንላንድ እና አንታርክቲካ ውስጥ የርቀት እግሮች ለማቅረብ የታመቀ የውሃ ኃይል ማመንጫዎች ተጠቅሟል. እነዚህ ነዳጅ-ዘይት ኃይል ማመንጫ ተተክቷል ነበር.

ቦታ አሰሳ

በተጨማሪም, ማመንጫው ቦታ ላይ ኃይል እና እንቅስቃሴ የሚሆን ታስቦ ነበር. 1988 ወደ 1967 ጀምሮ ባለው ጊዜ ውስጥ, ሶቪየት ኅብረት መሳሪያዎች እና ባለቀስተ ማቅረብ ወደ "kosmos" ሳተላይቶች ላይ አነስተኛ የኑክሌር ጭነቶች ተቋቋመ; ነገር ግን ይህ መምሪያ ትችቶች የሚሆን ዒላማ ሆኗል. እነዚህ ሳተላይቶች ቢያንስ አንድ የካናዳ የራዲዮአክቲቭ ብክለት ሩቅ አካባቢዎች መንስኤ, ወደ ምድር ከባቢ አየር ገባ. በዩናይትድ ስቴትስ በ 1965 አንድ የኑክሌር ሬአክተር ጋር አንድ ብቻ ሳተላይት ጀምሯል. ይሁን እንጂ, ጥልቅ ቦታ ተልእኮዎች, ባሳፈሩ ምርምር በሌሎች ፕላኔቶች ላይ ወይም ቋሚ የጨረቃ መሠረት ላይ አጠቃቀማቸው ላይ ፕሮጀክቶች የተገነቡ እንቀጥላለን. ይህ በራዲያተሩ መጠን ለመቀነስ አስፈላጊ ከፍተኛው በተቻለ የሙቀት መጠን ማቅረብ አካላዊ መርሆዎች ይህም አንድ ጋዝ-እንዲቀዘቅዝ ወይም ፈሳሽ-ሜታል የኑክሌር ሬአክተር, መሆን እርግጠኛ ነው. ስለ ከለላ ጥቅም ላይ ቁሳዊ መጠን ለመቀነስ, እና ማስጀመሪያ እና ቦታ በረራ ወቅት ክብደት ለመቀነስ በተቻለ መጠን ደግሞ መሣሪያዎችን ለማግኘት ሬአክተር ቦታ እንደ የታመቀ መሆን. ነዳጅ አቅም ያለውን ቦታ በረራ ቆይታ ያለውን ሬአክተር መካከል ክወና ያረጋግጣል.