Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Теплоносій в ядерному реакторі — рідка або газоподібна речовина, що проходить крізь активну зону реактора та виносить з неї тепло, яке виділяється внаслідок реакції поділу ядер.
Загальні відомості
У двоконтурних реакторах (наприклад, ВВЕР) теплоносій з реактора надходить до парогенератора, в якому виробляється пар, що приводить у дію турбіну, а в одноконтурних реакторах (наприклад, РБМК) сам теплоносій (пароводяний або газовий) може служити робочим тілом турбінного циклу. У дослідницьких (наприклад, матеріалознавчих) та спеціальних реакторах (наприклад, в реакторах для накопичення радіоактивних ізотопів) теплоносій лише охолоджує реактор, отримане тепло не використовується.
До теплоносія висувають такі вимоги:
- Слабке поглинання нейтронів (у реакторах на теплових нейтронах) або слабке уповільнення їх (у реакторах на швидких нейтронах);
- Хімічна стійкість в умовах інтенсивного радіаційного опромінення;
- Низька корозійна активність проти конструкційних матеріалів, з якими теплоносій контактує;
- Високий коефіцієнт теплопередачі;
- Велика питома теплоємність;
- Низький робочий тиск при високих температурах.
У реакторах на теплових нейтронах як теплоносій використовують воду (звичайну та важку), водяну пару, органічні рідини, діоксид вуглецю; в реакторах на швидких нейтронах — рідкі метали (переважно натрій), а також гази (наприклад, водяну пару, гелій). Часто теплоносієм служить рідина, яка є одночасно й сповільнювачем.
Особливості застосування
Легка вода
Один з найпоширеніших теплоносіїв — вода. Природна вода містить невелику кількість важкої води (0,017 %), різних домішок та розчинених газів. Присутність домішок та газів робить воду хімічно активною до металів. Тому воду, перш ніж використовувати як теплоносій, очищають від домішок методом дистиляції та деаерують, тобто видаляють з води гази.
У першому контурі циркулює радіоактивна вода. Основне джерело радіоактивності води — це домішки, поява яких у воді пов'язана з корозією вузлів першого контуру та технологічними забрудненнями сполуками поділу зовнішньої поверхні ТВЕЛів. Концентрацію радіоактивних домішок у воді знижують за допомогою фільтрування. Під дією нейтронів на ядрах кисню відбуваються реакції 18O(n, γ) 19O; 16O(n, p) 16N, в яких утворюються радіоактивні ядра 19O (T½=29,4 з) і 16N (T½=4 з). Проте активність 19O та 16N мала як порівняти з активністю домішок.
Недоліками води як теплоносія є низька температура кипіння (100 °C при тиску 1 атм) і поглинання теплових нейтронів. Перший недолік усувається підвищенням тиску в першому контурі. Поглинання теплових нейтронів водою компенсують застосуванням ядерного палива на основі збагаченого урану.
Див. також:
Важка вода
Важка вода за своїми хімічними та теплофізичних властивостями мало відрізняється від звичайної води. Вона практично не поглинає нейтронів, що дає можливість використовувати як ядерне паливо природний уран у реакторах з важководним сповільнювачем. Однак важку воду поки мало застосовують в реакторобудуванні через її високу вартість.
Див. також
Рідкі метали
Серед рідкометалічних теплоносіїв найбільш освоєний натрій. Він хімічно активний з більшістю металів при порівняно низькій температурі, і ця активність натрію обумовлена домішкою оксидів натрію. Тому натрій ретельно очищають від оксидів, після чого він не реагує з багатьма металами (Mo, Zr, нержавка сталь та ін.) до 600—900 ° C.
Див. також:
Органічні рідини
Серед випробуваних органічних рідин найбільш стабільними в умовах підвищених температур та радіоактивного опромінення виявилися деякі з поліфенілів, в тому числі дифеніл та . Однак, попри деякі переваги, такі теплоносії виявилися занадто нестійкими до нейтронного опромінення, тому промислово такі реактори не застосовувалися.
Див. також:
Газ
Основний газовий теплоносій — діоксид вуглецю. Він недорогий, характеризується підвищеними як порівняти з іншими газами щільністю та об'ємною теплоємністю. Корозійний вплив вуглекислого газу на метали залежить від вмісту кисню. Він присутній у вуглекислому газі як домішка і, крім того, утворюється при високих температурах в процесі дисоціації молекул CO2 на монооксид вуглецю CO і кисень O2.
Розплавлені солі
[en] як і метали мають перевагу низького тиску пари навіть при високих температурах, і вони менш хімічно реакційні, ніж натрій. Солі, що містять легкі елементи, такі як [en], також можуть використовуватись як сповільнювач. У [en] вони навіть служили розчинником, що переносить ядерне паливо.
Див. також
Література
- Петунин В. П. Теплоэнергетика ядерных установок. — М., 1960. (рос.)
- Левин В. Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. — 4-е изд. — М. : Атомиздат, 1979. (рос.)
- Теплоносій ядерного реактора // Велика радянська енциклопедія. (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Teplonosij v yadernomu reaktori ridka abo gazopodibna rechovina sho prohodit kriz aktivnu zonu reaktora ta vinosit z neyi teplo yake vidilyayetsya vnaslidok reakciyi podilu yader Zagalni vidomostiU dvokonturnih reaktorah napriklad VVER teplonosij z reaktora nadhodit do parogeneratora v yakomu viroblyayetsya par sho privodit u diyu turbinu a v odnokonturnih reaktorah napriklad RBMK sam teplonosij parovodyanij abo gazovij mozhe sluzhiti robochim tilom turbinnogo ciklu U doslidnickih napriklad materialoznavchih ta specialnih reaktorah napriklad v reaktorah dlya nakopichennya radioaktivnih izotopiv teplonosij lishe oholodzhuye reaktor otrimane teplo ne vikoristovuyetsya Do teplonosiya visuvayut taki vimogi Slabke poglinannya nejtroniv u reaktorah na teplovih nejtronah abo slabke upovilnennya yih u reaktorah na shvidkih nejtronah Himichna stijkist v umovah intensivnogo radiacijnogo oprominennya Nizka korozijna aktivnist proti konstrukcijnih materialiv z yakimi teplonosij kontaktuye Visokij koeficiyent teploperedachi Velika pitoma teployemnist Nizkij robochij tisk pri visokih temperaturah U reaktorah na teplovih nejtronah yak teplonosij vikoristovuyut vodu zvichajnu ta vazhku vodyanu paru organichni ridini dioksid vuglecyu v reaktorah na shvidkih nejtronah ridki metali perevazhno natrij a takozh gazi napriklad vodyanu paru gelij Chasto teplonosiyem sluzhit ridina yaka ye odnochasno j spovilnyuvachem Osoblivosti zastosuvannyaLegka voda Odin z najposhirenishih teplonosiyiv voda Prirodna voda mistit neveliku kilkist vazhkoyi vodi 0 017 riznih domishok ta rozchinenih gaziv Prisutnist domishok ta gaziv robit vodu himichno aktivnoyu do metaliv Tomu vodu persh nizh vikoristovuvati yak teplonosij ochishayut vid domishok metodom distilyaciyi ta deaeruyut tobto vidalyayut z vodi gazi U pershomu konturi cirkulyuye radioaktivna voda Osnovne dzherelo radioaktivnosti vodi ce domishki poyava yakih u vodi pov yazana z koroziyeyu vuzliv pershogo konturu ta tehnologichnimi zabrudnennyami spolukami podilu zovnishnoyi poverhni TVELiv Koncentraciyu radioaktivnih domishok u vodi znizhuyut za dopomogoyu filtruvannya Pid diyeyu nejtroniv na yadrah kisnyu vidbuvayutsya reakciyi 18O n g 19O 16O n p 16N v yakih utvoryuyutsya radioaktivni yadra 19O T 29 4 z i 16N T 4 z Prote aktivnist 19O ta 16N mala yak porivnyati z aktivnistyu domishok Nedolikami vodi yak teplonosiya ye nizka temperatura kipinnya 100 C pri tisku 1 atm i poglinannya teplovih nejtroniv Pershij nedolik usuvayetsya pidvishennyam tisku v pershomu konturi Poglinannya teplovih nejtroniv vodoyu kompensuyut zastosuvannyam yadernogo paliva na osnovi zbagachenogo uranu Div takozh Legkovodnij reaktor Vodo vodyanij yadernij reaktor Grafito vodnij reaktor VVER Vazhka voda Vazhka voda za svoyimi himichnimi ta teplofizichnih vlastivostyami malo vidriznyayetsya vid zvichajnoyi vodi Vona praktichno ne poglinaye nejtroniv sho daye mozhlivist vikoristovuvati yak yaderne palivo prirodnij uran u reaktorah z vazhkovodnim spovilnyuvachem Odnak vazhku vodu poki malo zastosovuyut v reaktorobuduvanni cherez yiyi visoku vartist Div takozh Vazhkovodnij yadernij reaktor CANDU Ridki metali Sered ridkometalichnih teplonosiyiv najbilsh osvoyenij natrij Vin himichno aktivnij z bilshistyu metaliv pri porivnyano nizkij temperaturi i cya aktivnist natriyu obumovlena domishkoyu oksidiv natriyu Tomu natrij retelno ochishayut vid oksidiv pislya chogo vin ne reaguye z bagatma metalami Mo Zr nerzhavka stal ta in do 600 900 C Div takozh Reaktor z ridkometalichnim teplonosiyem Yadernij reaktor na shvidkih nejtronah Organichni ridini Sered viprobuvanih organichnih ridin najbilsh stabilnimi v umovah pidvishenih temperatur ta radioaktivnogo oprominennya viyavilisya deyaki z polifeniliv v tomu chisli difenil ta Odnak popri deyaki perevagi taki teplonosiyi viyavilisya zanadto nestijkimi do nejtronnogo oprominennya tomu promislovo taki reaktori ne zastosovuvalisya Div takozh Gaz Osnovnij gazovij teplonosij dioksid vuglecyu Vin nedorogij harakterizuyetsya pidvishenimi yak porivnyati z inshimi gazami shilnistyu ta ob yemnoyu teployemnistyu Korozijnij vpliv vuglekislogo gazu na metali zalezhit vid vmistu kisnyu Vin prisutnij u vuglekislomu gazi yak domishka i krim togo utvoryuyetsya pri visokih temperaturah v procesi disociaciyi molekul CO2 na monooksid vuglecyu CO i kisen O2 Rozplavleni soli Dokladnishe Reaktor na rozplavah solej en yak i metali mayut perevagu nizkogo tisku pari navit pri visokih temperaturah i voni mensh himichno reakcijni nizh natrij Soli sho mistyat legki elementi taki yak en takozh mozhut vikoristovuvatis yak spovilnyuvach U en voni navit sluzhili rozchinnikom sho perenosit yaderne palivo Div takozhGrafito gazovij yadernij reaktorLiteraturaPetunin V P Teploenergetika yadernyh ustanovok M 1960 ros Levin V E Yadernaya fizika i yadernye reaktory 4 e izd M Atomizdat 1979 ros Teplonosij yadernogo reaktora Velika radyanska enciklopediya ros