Иногда работу ядерного реактора останавливают. Для этого есть несколько причин. Чтобы понять, как это работает, представь, что ядерный реактор — гигантская кастрюля, в которой варится что-то очень важное. Чтобы получилось вкусно, температуру изысканного блюда нужно контролировать. Так и с ядерными реакторами.
Холодный останов: что это такое
Пока блюдо готовилось, мы вспомнили, что не хватает томатной пасты. Без неё будет не так вкусно. Можно кастрюлю на время снять с плиты, докупить томатную пасту и продолжить готовку. Подобным образом устроен холодный останов реактора.
Это запланированный перерыв — ядерный реактор выключают для технического обслуживания, замены или ремонта оборудования. Например, на плановые ремонты и техническое обслуживание.
Холодный останов — это состояние ядерного реактора, когда его переводят в состояние с низким давлением и температурой охлаждающей воды. В этом состоянии реактор не генерирует электроэнергию.
Как реактор ставят на паузу
Всё начинается с подготовки. Инженеры и операторы реактора готовятся к грядущей остановке и оповещают о предстоящей процедуре. А далее всё по пунктам.
Загляните к бывшим: как дела у отработавших АЭС и реакторов
- Мощность реактора на минимум. Мощность реактора уменьшают постепенно, сбавляя её до минимального уровня. На этом этапе медленно, но верно снижается активность ядерных материалов в реакторе.
- Никаких ядерных реакций. Далее в ход идут управляющие стержни. Их задача — остановить ядерные реакции. Стержни плавно вводят в реактор, чтобы они поглотили нейтроны и тем самым прекратили цепную реакцию.
- Техническое обслуживание. Когда реактор в безопасном состоянии и процесс цепной реакции остановлен, можно заменять детали, проверять работу системы. Такое техобслуживание проводят регулярно. Безопасность требует постоянного контроля: материалы и компоненты нужно обновлять.
- Возобновление работы. Работу реактора возобновляют сразу после завершения ремонта. Мощность увеличивают не сразу, а постепенно, восстанавливая до нормальных рабочих значений.
Горячий останов реактора: что это такое
Представим другую ситуацию. Пока мы готовили суп, забыли убавить мощность конфорки, и бульон закипел. Постепенно кипение достигло максимума — блюдо перегрелось и закипело слишком интенсивно. Если не вмешиваться, суп выйдет за пределы кастрюли или даже пригорит. Лучше убавить огонь, но не выключать его, чтобы бульон не остыл — некоторые ингредиенты ещё сырые. Так, мы создали «горячий останов» в кулинарном смысле.
Горячий останов — это процедура, при которой реактор останавливается, но системы охлаждения продолжают работать и поддерживать температуру системы.
Как горячий останов обогревает
Реактор переводят в режим горячего останова поэтапно. Основная задача — остановить ядерную реакцию внутри реактора и снизить его температуру.
Что такое цепная ядерная реакция и при чём здесь замедлители
- Время замедлить нейтроны. Чтобы остановить деление ядер, нужно замедлить нейтроны. С этим легко справляются графитовые стержни. Их опускают в реактор, чтобы они поглотили быстрые нейтроны.
- Охлаждение реактора. Следующий этап — инженеры включают систему охлаждения, чтобы избежать перегрева реактора и уменьшить температуру в нём.
- Загрузка ядерного топлива. Далее реактор загружают топливом, которое затем используется в течение определённого цикла. Подачу ядерного топлива полностью не прекращают.
- Распределение тепла. Горячая вода не идёт в жилые дома напрямую. Насосы, которые работают за счёт внешней электроэнергии, гонят горячую воду из реактора в теплообменник. Насосы питаются энергией не от реактора — это было бы небезопасно. Энергия поступает по сети. А уже теплообменник передаёт тепло другой воде, не смешивая их. Радиоактивной воды в батареях нет.
- Теплоснабжение. Новая тёплая вода поступает в систему отопления. А некоторая часть остаётся на АЭС, её будут использовать как обычную горячую воду.
Заключение
Так, ядерный реактор может не только генерировать электроэнергию, но и быть источником тепла и обогревать дома. Нужно только сменить режим. Холодный и горячий остановы — часть управления ядерным реактором, которое делает работу системы безопасной, надёжной и полезной.
Еще больше интересных материалов в журнале «Луч».