Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тема 1.СУЗ 2011.doc
Скачиваний:
13
Добавлен:
01.12.2018
Размер:
865.28 Кб
Скачать

Занятие третье. Лекция 3. Физические характеристики ядерного реактора.

3.1 Общие сведения о конструкции энергетического реактора..

Ядерный реактор ( ЯР ) – это устройство, в котором обеспечиваются условия для протекания управляемой цепной реакции и отвода выделяемого при этом тепла для использования его в паросиловой энергетической установке. Несмотря на большое разнообразие конструкций ЯР можно выделить у них ряд общих технических устройств и математических уравнений, которыми описываются его основные режимы работы при управления .

Среди конструктивных устройств следует выделить : 1) активную зону , 2) биологическую защиту 3) систему загрузки и выгрузки топлива и 4) аппаратуру контроля, регулирования и аварийной защиты.

Активная зона – та часть ЯР , в которой осуществляется цепная реакция деления на тепловых (ЯР типа ВВЭР или РБМК ) или быстрых ( ЯР типа БН ) нейтронах. В принципе процесс деления может происходить на медленных ( тепловых ) энергиях нейтронов ( около 0,025 эв ), на промежуточных ( около 100 Кэв ) или на быстрых нейтронах ( около 1 Мэв ) . При этом чем меньше энергия , тем больше вероятность деления ядер и тем меньше нужна степень обогащения топлива и тем экономичнее АЭС. По этой причине 99% всех АЭС в мире строятся с ЯР на тепловых нейтронах. Основными делящимися материалами в них используются изотопы урана – 235 и плутония – 239 .

Топливные элементы или сокращенно ТВЭЛы содержат более 90 % урана – 238 и несколько процентов урана – 235. В процессе цепной реакции в твэлах накапливается более 95% всех радиоактивных продуктов распада ( РПР ) активной зоны. Они являются основным источником опасности в случае возникновения ядерной аварии и выделения их в окружающую среду. Для защиты от выделения этих РПР в теплоноситель в нормальных условиях эксплуатации они окружаются очень тонкой герметичной оболочкой, которая является первым физическим барьером на пути развития ядерной аварии .

Сохранность этой оболочки зависит в первую очередь от теплового баланса между выделяемой в твэлах тепловой мощностью и отводимым теплоносителем теплом. Поэтому вопросы управления тепловой мощностью ЯР тесно связаны с вопросами обеспечения ядерной безопасности или коротко – с безопасным управлением.

Для управления цепной реакцией в активную зону ЯР обычно вводят твёрдые или жидкие поглотители нейтронов.

Для уменьшения потери нейтронов за счёт утечки их через поверхность активной зоны используется отражатель нейтронов.

Биологическая защита. Работающий ЯР является мощным источником опасных для персонала излучений ( нейтронов, гамма – квантов, альфа и бэтта частиц ). Биологическая специальная бетонная защита предохраняет персонал от действия этих излучений.

Система загрузки и выгрузки топлива .

В процессе работы ЯР происходит выгорание делящихся материалов и накопление в твэлах РПР, которые непроизводительно поглощают нейтроны. В связи с этим необходимо периодически осуществлять замену или перестановку твэлов в активной зоне. Эти операции могут осуществляться либо при остановленном ЯР ( как на ВВЭР ) , так и без его остановки ( в ЯР типа РБМК ) .

Для осуществления этих операций используется комплекс механизмов, приборов и устройств, которые представляют собой автономную систему загрузки и перегрузки топлива.