Кафедрасы: Жылу физикасы және техникалық физика Мамандығы: Жылу энергетикасы МӨж тақырыбы: «Ядролық энергетика. Ядролық реактор»
жүктеу/скачать 0,55 Mb.
|
СРМ Ербосынов Думан А.
| Ядролық реактор-бұл басқарылатын ядролық реакцияны жүзеге асыруға арналған құрылғы.
Ядролық реакцияны басқару урандағы бос нейтрондардың көбею жылдамдығын олардың саны тұрақты болып қалуы үшін реттеуден тұрады – бұл жағдайда реакция жарылысқа өтпей-ақ қажет болғанша жалғасады. Ядролық отын ретінде негізінен уран-235 қолданылатын реактордың жұмыс принципін қарастырыңыз. Табиғи уранда бұл изотоптың бар-жоғы 0.7% - ы бар, сондықтан уранды байыту керек, яғни қажетті изотоптың пайыздық мөлшерін 5% - ға дейін арттыру керек. Уран-235-те жұмыс істейтін ядролық реактор баяу нейтронды реактор деп аталады. Бұл осылай аталады, өйткені уран-235 ядроларының бөлінуі баяу нейтрондардың әсерінен жақсы жүреді. Бірақ уран ядроларын бөлу кезінде негізінен жылдам нейтрондар шығарылады, содан кейін оларды бәсеңдету керек. Төмендегі 1- суретте ядролық реактордың схемасы көрсетілген: Реактордың белсенді аймағында уран өзектері түріндегі ядролық отын (әрқайсысының массасы тосынсыйларды болдырмас үшін критикалықтан әлдеқайда аз) және нейтрон модераторы бар – бұл жағдайда су.Тізбекті реакция барлық өзектерді белсенді аймаққа батырғаннан кейін басталады-осыдан кейін критикалық масса алынады.Реактордың белсенді аймағы нейтронды шағылыстырғыш қабатпен және нейтрондар мен басқа бөлшектерді ұстап тұратын бетоннан қорғаныс қабығымен қоршалған.Ядролық реакцияны басқару үшін нейтрондарды сіңіретін реттеуші өзектер қолданылады. Егер реттеуші шыбықтар реакторға толығымен енгізілсе, тізбекті реакция жүрмейді. Реакцияны бастау үшін шыбықтар өзектен ішінара шығарылады.Нейтрондар мен ядролардың фрагменттері жоғары жылдамдықпен ұшады, бірақ су молекулаларымен соқтығысқан кезде олар өз энергиясын береді және су қызады (нейтрондар баяулайды және уран ядроларының бөлінуіне қолайлы болады). Құбырлар арқылы белсенді аймақ жылу алмастырғышқа қосылады, онда ол құбырлар арқылы басқа суды қыздырады (екінші тізбек реактордың белсенді аймағынан алыс радиоактивті суды қоздырмау үшін қолданылады) және ол буланған кезде электр станциясының турбинасын айналдырады. Қазіргі уақытта адамзат алдында энергетикалық аштық проблемасы тұр: егер біз қазіргідей пайдалы қазбаларды жұмсайтын болсақ, онда мұнай 40 жылға, ал газ 60 жылға жетеді. "Баламалы" энергетика – яғни, отынды жағумен байланысты емес энергетика, атап айтқанда, су электр станциялары, күн, жел және геотермалдық станциялар – қажеттіліктің тек 5-10% - ын қамтамасыз етеді. Атом энергетикасы-басқа мәселе. Егер сіз ядролық реакторларда уранды ғана емес, сонымен бірге алынған қалдықтарды да қолдансаңыз, онда ядролық отын мыңдаған жылдарға жетеді.Естеріңізге сала кетейік, бір грамм ураннан 2.5 тонна мұнайдан көп энергия алуға болады. Сонымен қатар, атом энергетикасы мұнайға негізделген ядролық реакторларға қарағанда экологиялық таза, штаттық жұмыс кезінде Улы шығарындылар бермейді. Екінші жағынан, атом энергетикасында да проблемалар бар: ядролық қалдықтарды жою қиын, ядролық реакторларда апаттар болуы мүмкін, сонымен қатар ядролық реакторлар қару-жарақ плутонийін жанама өнім ретінде шығарады. Реактордың жұмыс принципін былай сипаттауға болады: Уран-235 ыдырайды, соның салдарынан жылу энергиясының көп мөлшері бөлінеді. Бұл энергия суды қайнатады, ал пайда болған бу турбинаны қысыммен айналдырады. Турбина өз кезегінде электр энергиясын өндіретін электр генераторын айналдырады. Уран-235 Уран изотоптарының бірі. Изотоп-бұл қарапайым атомнан Атом массасымен ерекшеленетін зат атомының бір түрі. Атап айтқанда, уран-235 қарапайым ураннан ерекшеленеді, өйткені мұндай изотоптың ядросында үш нейтрон аз болады.Нейтрондардың болмауына байланысты ядро аз тұрақты болады және егер нейтрон оған асып кетсе және соғылса, екіге бөлінеді. Бұл реакция кезінде тағы екі нейтрон ұшады. Бұл нейтрондар басқа уран-235 ядросына түсіп, оны ыдырата алады, содан кейін одан нейтрон ұшып кетеді және т.б. тізбек бойымен. Мұндай процесс тізбекті ядролық реакция деп аталады. жүктеу/скачать 0,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|