Информатика
Математика
Чертежи
Физика
Инженерка
Интегралы
Термех
Решение задач

Черчение

Матанализ
Сопромат
ТОЭ
Энергетика
Курсовая
Искусство
Электроника

Современные ядерные реакторы России

Дисковый реактор

Конструкция импульсного реактора на быстрых нейтронах состоит из подвижной и неподвижной частей. При их соединении на короткое время возникает слабая надкритичность и развивается в дозированном количестве цепная реакция. Теперь представим себе, что таких урановых дисков сто штук. Все диски вращаются с кратными частотами: 1 Гц, 2 Гц и так далее до 100 Гц. Тогда один раз в 100 с они сойдутся и образуют слегка (на 1%) надкритическую систему в виде цилиндра, способную к импульсному энерговыделению. Всякое нарушение синхронизации даже для одного из дисков сделает устройство подкритичным. Реактор становится ядерно-безопасным с точки зрения внешних воздействий: любое вмешательство террориста приведет к затуханию реактора.

Данная схема реактора существенно снижает опасность аварии по причине отказа контура теплосъема. Действительно, основное время диски находятся в раздвинутом состоянии с сильно развитой поверхностью. Этим обстоятельством можно воспользоваться для их охлаждения (радиационного, воздушного, водяного). Чрезвычайно выгодная ситуация с точки зрения нейтронного баланса и выгорания топлива, так как тепловыделение и теплосброс оказались разделенными во времени и пространстве. В моменты горения активная зона содержит минимум замедляющих, поглощающих посторонних материалов, а в процессе теплосъема, наоборот, используют наиболее удобные из них.

4.2 Реактор на быстрых нейтронах с внутренней безопасностью.

В реакторе на быстрых нейтронах не допускается сколько-нибудь заметного количества легких элементов, способных к эффективному замедлению нейтронов (в частности, не используется в качестве теплоносителя вода. Быстрый реактор во всех отношениях (по капитальным затратам, эксплуатации) уступает тепловому, кроме одного, ради которого он и придуман: в нем коэффициент воспроизводства, КВ, больше единицы, и он может служить размножителем активно делящихся атомов, способным питать делящимися материалами другие реакторы.

При обсуждении ситуации с быстрыми реакторами возможно некоторое недоумение: с одной стороны - они размножители, с другой - они построены на выгорании активной зоны. Так накапливают они делящийся материал или выжигают?

И то и другое утверждение правильно. Это можно понять, если вспомнить, что быстрый реактор разделен на две зоны - центральную с большей концентрацией активного материала, где происходит реакция деления, и периферийную, состоящую из урана-238, где накапливается плутоний. В активной зоне КВ, отнесенный к этой части реактора, в самом деле меньше единицы, но с учетом плутония, возникшего в зоне воспроизводства, то есть по отношению к реактору в целом, КВ больше единицы. Твэлы обеих зон после извлечения из реактора будут подвергаться переработке на химическом комбинате. Выделенный плутоний и уран вновь поступят в реактор.

Наблюдается странная картина: проделав по кругу путь, плутоний через пять лет возвращается в исходную точку, в свой же реактор. Зачем? Ведь гораздо проще и выгоднее сжечь его на месте, не теряя времени на перевозку и переработку.

Существуют предложения заменить две зоны быстрого реактора одной, смешав их в такой пропорции, чтобы была обеспечена и критичность, и воспроизводящая функция. Недостаток такого решения очевиден: резко возрастет критическая масса топлива и тем больше, чем сильнее разбавлены 235U и 239Pu изотопом 238U. Зато предоставленная сама себе подобная система не может перейти через критическое состояние, несмотря на то, что равновесная концентрация плутония стремится к величине, большей критического значения.


Электротехника

На главную