3. Назначение и состав теплоносителя. Схемы теплосъёма и теплопередачи в реакторах различных типов.

При протекании цепной реакции выделяется огромное количество тепла,выделяющегося в результате реакции деления ядер. Оно отводится из АЗ теплоносителем – жидким или газообразным веществом, проходящим через ее объем.

Типы:

• легкая вода – в ней много примесей и растворенных газов, поэтому перед использованием в качестве теплоносителя, ее дистиллируют, иначе будет химически взаимодействовать с металлами. Недостатки: низкая температура кипения (100°С при давлении 1 атм) и поглощение тепловых нейтронов. Первый недостаток устраняется повышением давления в 1ом контуре. Поглощение тепловых нейтронов компенсируют применением ядерного топлива на основе обогащённого урана.

• тяжелая вода (оксид дейтерия, D₂O или ²H₂O) - практически не поглощает нейтронов, что даёт возможность использовать в качестве ЯТ природный уран в реакторах с тяжеловодным замедлителем. Однако пока мало применяется ввиду её высокой стоимости.

• жидкие металлы (наиболее освоен натрий) - химически активен с большинством металлов, поэтому натрий тщательно очищают от окислов, после чего он не реагирует со многими металлами (Mo, Zr, нержавеющая сталь и др.) до 600—900°С.

• газ (в основном углекислый) - Он недорог, характеризуется повышенными по сравнению с другими газами плотностью и объёмной теплоёмкостью. Коррозионное воздействие углекислого газа на металлы зависит от содержания кислорода. Он присутствует в углекислом газе как примесь и, кроме того, образуется при высоких температурах в процессе диссоциации молекул CO₂ на окись углерода CO и кислород O₂.

Из вики, в принципе не очень важно, кому не надо смело удаляйте Общие сведения

В двухконтурных энергетических реакторах (например, ВВЭР) теплоноситель из реактора поступает в парогенератор, в котором вырабатывается пар, приводящий в действие турбины, а в одноконтурных реакторах (например, РБМК) сам теплоноситель (пароводяной или газовый) может служить рабочим телом турбинного цикла. В исследовательских (например, материаловедческих) и специальных реакторах (например, в реакторах для накопления радиоактивных изотопов) теплоноситель только охлаждает реактор, полученное тепло не используется.

К теплоносителям предъявляют следующие требования:

• Слабое поглощение нейтронов (в тепловых реакторах) либо слабое замедление их (в быстрых реакторах);

• Химическая стойкость в условиях интенсивного радиационного облучения;

• Низкая коррозионная активность по отношению к конструкционным материалам, с которыми теплоноситель находится в контакте;

• Высокий коэффициент теплопередачи;

• Большая удельная теплоёмкость;

• Низкое рабочее давление при высоких температурах. │

ВВЭР (водо-водяной реактор)

В 1ом контуре (на рисунке бак) высокое давление (160 Атм), чтобы предотвратить кипение. Тепловая энергия 1го контура передается в теплообменник ко второму контуру, где образуется пар, вращающий турбину.

РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный)

Билет 22

1. Пушечная (ствольная) схема ядерного боеприпаса. Основной физический принцип. Инженерное оформление, материал, преимущества и недостатки.

хим вещ-во

²³⁵U стрежень ²³⁵U

m(U)≈70кг

m_{изделия}~4.5т

КМ~50кг(Крит масса)

Материалы: темпер-вольфрам, хим в-во- кордит

t_{разрыва}~L/V_вз~10^-4с – время жизни до разрыва только под действием химии

→ нужно создать крит. массу. Экран позволяет нек. время удерживать устройство в крит. состоянии.

«+» - самый простой вариант

«-» - может быть использован только ²³⁵U

Коэф. исп. делящихся материалов низкий: 1кг~60г ²³⁵U

Выгорает не весь материал, а избыток над критической массой.

В основе – неуправляемая цепная реакция деления ядра.