Атомный реактор - это устройство, где происходит управляемая цепная реакция деления атомных ядер, высвобождая огромное количество энергии. На атомных электростанциях (АЭС) эта энергия преобразуется в электричество.
Работа реактора включает три основных этапа:
Внутри активной зоны реактора находятся твёрдые топливные стержни, заполненные оксидом урана-235. Это вещество способно к делению. Когда нейтрон попадает в ядро урана-235, оно распадается на две части, выделяя:
- Огромное количество тепловой энергии;
- 2-3 новых нейтрона.
Эти новые нейтроны могут вызвать деление других ядер урана, запуская цепную реакцию. Для её контроля в реактор вводят регулирующие стержни из бора или кадмия, которые поглощают лишние нейтроны.
Тепло, выделяемое при делении, передаётся теплоносителю - специальному веществу, циркулирующему по контуру. На большинстве АЭС, например, с реактором ВВЭР, теплоносителем служит вода под высоким давлением, предотвращающим её закипание при высоких температурах. Нагретая вода поступает в парогенератор.
В парогенераторе тепло от радиоактивного контура передаётся второму контуру - чистой воде при меньшем давлении, которая затем превращается в пар. Этот пар направляется на турбину, вращающую генератор и вырабатывающую электричество. После этого пар охлаждается в конденсаторе, снова становится водой и возвращается в парогенератор.
1. Первый контур - радиоактивный (вода после реактора), полностью герметичен.
2. Второй контур - нерадиоактивный (пар и вода для турбины), также замкнут.
3. Третий контур - система охлаждения (вода из водоема или градирни), охлаждающая пар в конденсаторе.
Дополнительная функция воды
Вода не дает реактору перегреться, она замедляет нейтроны. Без замедления быстрые нейтроны плохо делят U-235. В ВВЭР вода выполняет две функции: теплоноситель + замедлитель.
Реактор можно представить как сверхмощную плиту, где уран - топливо. Эта плита кипятит воду, а пар вращает турбину, как в старой паровой машине. Только вместо дров - атомы, а вместо дыма - чистая энергия.
- Реакторы не взрываются как атомные бомбы - реакция строго контролируется.
- Главная опасность - утечка радиации при аварии, поэтому их окружают защитными оболочками, такими как «Штатная защитная оболочка» и/ или Ловушки расплава.
Гермооболочка реактора - это заводское сооружение, которое защищает реактор от внешних воздействий. Она герметична, выдерживает давление до 0,5 МПа и температуру до 150°C. Оболочка защищает реактор от падения самолета, урагана, землетрясения и цунами.
«Ловушка расплава» - важное устройство безопасности. В современных реакторах ВВЭР (1200, 1300) под ним установлена «ловушка» весом 144 тонны. Она удерживает кориум при аварии, а также охлаждает расплав, если оболочка повреждена.
«Симуэль» - где наука становится будущим. Подписывайтесь. Пока вы ещё можете это понять.
