Реактор CANDU-это тип ядерного реактора, который был разработан в Канаде и в настоящее время используется на атомных электростанциях для производства электроэнергии в различных странах мира. CANDU означает канадский дейтериевый уран, который отражает ключевую роль дейтерия, или тяжелой воды, которая выступает в качестве замедлителя нейтронов реактора. Реакторы также отличаются от других реакторов тем, что они предназначены для использования природного урана в качестве топлива (в отличие от обогащенного урана).
Топливо
Реакторы CANDU используют природный уран в качестве ядерного топлива. Природный уран состоит примерно из 0,7% урана-235, а остальные 99,3%-это в основном уран-238, который не может быть непосредственно использован в процессе деления для получения энергии.
В реакторах CANDU топливо в виде порошка оксида урана упаковывают в гранулы и помещают в твэлы. Тридцать семь топливных стержней собраны вместе в цилиндрический топливный пучок, как показано на рисунке. Топливный пучок составляет около 50 см в длину и 10 см в диаметре. Ядерное топливо остается в реакторе от 6 до 24 месяцев, в зависимости от его расположения в активной зоне.
Замедлитель и охлаждающая жидкость
Использование природного урана в качестве топлива отличается от большинства других конструкций реакторов, которые требуют использования обогащенного урана. Причина, по которой уран не нуждается в обогащении, заключается в том, что тяжелый водный замедлитель не поглощает столько нейтронов, сколько легкая вода. На самом деле тяжелая вода в качестве замедлителя в 1700 раз эффективнее легкой!
Тяжелая вода также действует как хладагент в CANDU; большое количество тепла вырабатывается ядерными реакциями, и тяжелая вода действует так, чтобы передать это тепло в область, где оно может быть полезным, в то же время, она охлаждает топливо до безопасных температур. Эта полезная область известна как парогенератор, и она действует как теплообменник. Горячая тяжелая вода течет по трубам внутри парогенератора, который содержит обычную воду. Тепло от тяжелой воды нагревает обычную воду и превращает в пар, который затем используется в турбине для выработки электроэнергии.
Парогенератор
Как уже упоминалось выше, теплоноситель должен передавать тепло в парогенератор, который затем может вскипятить воду и направить пар в турбинную секцию. Причина использования парогенератора связана с тем, что тяжеловодный теплоноситель радиоактивен от непосредственного контакта с активной зоной реактора. Если бы эта радиоактивная вода соприкасалась с турбинной секцией, это нанесло бы ущерб безопасности рабочих.
Он-лайн Заправка Топливом
Он-лайн заправка в реакторе CANDU является уникальной особенностью, которая является основным преимуществом перед другими реакторами, такими как реакторы с водой под давлением и реакторы с кипящей водой. CANDU имеет возможность заправляться, пока реактор все еще работает, в то время как другие реакторы должны полностью отключаться, снижая их коэффициент мощности.
Эта заправка "на полную мощность" может быть выполнена благодаря горизонтальной конструкции загрузки топлива, которая позволяет использовать две удаленные заправочные машины, расположенные на противоположных концах топливного канала. Одна заправочная машина вставляет новые топливные пучки, в то время как другая принимает отработавшие топливные пучки с противоположного конца, чтобы поместить их в отсек для хранения отработавшего топлива.
Особенности Пассивной Защиты
Пассивные функции КАНДУ включают в себя:
- Изгиб топливных каналов. В случае перегрева реактора горизонтальная конфигурация КАНДУ замедлит скорость реакции. Это вызвано тем, что топливные стержни выровнены в идеальном положении для реактивности, и любой изгиб в топливном канале вызывает замедление реакции из-за потерянных нейтронов, которые не попадают в ядра мишени
- Управляющие стержни удерживаются электромагнитами, которые при отсутствии электрического сигнала немедленно падают в активную зону реактора под собственным весом, что делает невозможным продолжение ядерной реакции. Это система первичной остановки реактора CANDU.
Особенности Активной Защиты
- Впрыск нейтронного "яда" может быть сделан для того, чтобы значительно погасить ядерную реакцию в случае чрезвычайной ситуации. Это делается насосами, приводимыми в действие гелиевым баком высокого давления. Когда реактор требуется остановить, открываются клапаны между гелиевым баком высокого давления и гадолиниевыми баками, высвобождая гелий, который приводит в движение гадолиний в активной зоне реактора, который в свою очередь гасит цепную реакцию.
- Оснащен достаточным запасом легкой воды, так что в случае локального перегрева в АЗ, холодная легкая вода может быть быстро смешана с перегретым тяжелым водяным паром, чтобы быстро вернуть систему к нормальной рабочей температуре. Это используется только в крайнем случае, поскольку смешивание легкой и тяжелой воды означало бы необходимость повторной очистки тяжелого водяного хладагента.
А на этом у меня всё, дорогие читатели, про какие типы реакторов вы бы хотели узнать?
Ответ пишите в комментариях, всем пока)