Гомогенді және гетерогенді реактордың сипаттамаларының айырмашылықтары

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министірлігі

Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы Мемлекеттік университеті

СӨЖ

Тақырыбы: Гомогенді және гетерогенді реактордың сипаттамаларының айырмашылықтары

Семей 2017
Мазмұны

Кіріспе3

1 Гомогенді және гетерогенді реактор4

Қорытынды6

Пайдаланылған әдебиет7

Кіріспе

Ядролық реактор, атомдық реактор - атом ядросы бөлінуінің басқарылатын тізбекті реакциясын жүзеге асыратын құрылғы. Оның негізгі бөліктеріне: ядролық отын (мысалы, уран не плутоний), баяулатқыш, шағылдырғыш, суытқыш), бақылау және өлшеу приборлары жатады. Ядролық реактор атом ядроларының бөлінуіне себепші болатын нейтрондардың энергетикалық спектріне қарай: шапшаң (нейтрондардың энергиясы 100 кэВ-тан жоғары), жылулық не баяу (нейтрондардың 0, 025 эВ) және аралық (∼энергиясы нейтрондардың энергиясы 1 эВ-тан бірнеше кэВ-қа дейін) нейтрондар реакторы болып, ал баяулатқыштағы ядролық отынның таралу сипатына сәйкес гомогенді және гетерогенді ядролық реактор болып ажыратылады. ядролық реактор кейде пайдаланылатын баяулатқышына (мысалы, графит, бериллий, ауыр су, т. б. ) не суытқышына (мысалы, сұйық металл, т. б. ) қарай да бөлінеді. Өзін-өзі қуаттайтын тізбекті реакция уран-графитті ядролық реакторда Э. Фермидің басшылығымен 1942 ж. 2 желтоқсанда АҚШ-та алынды. Еуропадағы мұндай ең алғашқы ядролық реактор 1946 ж. КСРО-да И. В. Курчатовтың басшылығымен жасалды

1 Гомогенді және гетерогенді реактор

Кез-келген ядролық реактордың құрамдас бөліктеріне нейтрондарды шағылдырғышпен қоршалған ядролық отыны бар активті зона, жылутасымалдағыш, тізбектей реакцияны реттейтін жүйе, радиациялық қорғаныс, қашықтықтан басқару жүйесі кіреді (1- сурет) . Ядролық реактордың негізгі сипаттамасы оның қуаты болып табылады. 1 МВт мөлшердегі қуат 1 сек та 3·10 ¹⁶ бөліну актісі жасалынатын тізбекті реакцияға тән.

Реактордың актив зонасында ядролық отын орналасады, ядролық бөлінудің тізбекті реакциясы өтеді және энергия бөлінеді.

Бөлінудің басқарылатын тізбекті реакциясын өтетін құрылғыны реактор деп атайды. Алғашқы ядролық реактор Э. Фермидің басқаруымен АҚШта 1942 жылдың желтоқсан айында жасалған болатын. Еуропада алғашқы ядролық реактор И. В. Курчатовтың басқаруымен Мәскеуде 1946 жылдың желтоқсан айында іске косылды. Ал 1978 жылдың өзінде әлемде мыңдаған әр типті ядролық реакторлар іске қосылған болатын.

Реактордың жұмысы кезінде бөліну экзотермиялық реакция нәтижесінде жылу бөлінеді. Реактордың негізгі сипаттамасы оның қуаты болып табылады - бірлік уақытта бөлініп шығатын жылулық энергия мөлшері. Реактордың қуаты мегаваттпен (10 ⁶ Вт) өлшеніледі. 1 МВт мөлшердегі қуат бір секундта 3·10 ¹⁶ бөліну актісі жасалынатын тізбекті реакцияға сәйкес келеді. Типтері әртүрлі реакторлардың көп түрі кездеседі. Сондай жылулық реакторлардың бірінің сұлбасы 10- суретте көрсетілген.

10- сурет. Гетерогенді жылулық реактордың сұлбасы

Реактордың негізгі бөлігі болып реакция жүретін және сол себепті энергия шығарылатын активті зона болып табылады. Жылулық реакторларда және аралықты нейтроны бар реакторларда активті зоналар бөлінбейтін изотоп (әдетте ²³⁸ U) пен баяулатқыш араласқан отыннан тұрады. Шапшаң нейтронды реакторлардың активті зоналарында баяулатқыш болмайды.

Актив зонаның көлемі литрдің ондаған бөлігінен (шапшаң нейтронды реакторларда) ондаған кубметр бөлікке дейін (үлкен жылулық реакторларда) вариацияланады. Нейтрондардың кеміуін азайту үшін активті зонаға сфералық немесе сфера тәріздес форма береді (мысалы, биіктігі диаметріне жуық цилиндр немесе куб) .

Отынның және баяулатқыштың өзара орналасуына байланысты гомогенді және гетерогенді реакторлар деп ажыратады. Мысалы, гомогенді активті зона ретінде уранил - сульфат тұзын және жай немесе ауыр судағы U ₂ SO ₄ -ты алуға болады. Гетерогенді реакторлар көбірек таралған. Гетерогенді реактордың активті зонасы отыны бар кассета орналастырылатын баяулатқыштан тұрады. Энергия осы кассеталардан шығарылатын болғандықтан, оларды жылубөлгішэлементтер немесе қысқаша твэлдар деп атайды. Шағылдырғышы бар активті зона негізінен көбінесе болат құндаққа орналастырылады.

Қорытынды

Қазір көптеген елдерде әртүрлі ядролық реакторлар бар. Олар практикалық мақсаттарда, ғылыми-зерттеу жұмыстарында қолданылумен қатар, атом электростанцияларының (АЭС) да негізі болып табылады.

Ядролық реактордың негізгі бөлігін белсенді аумақ (активті зона) құрайды. Белсенді аумақ жылу шығарғыш элементтер (ЖШЭ) деп аталатын ядролық отынмен толтырылған таяқшалардан (5), оларды айнала қоршап тұрған графит тежегіштерден (3) тұрады. ЖШЭ-лерді айнала жылу тасығыш (6) сұйықтар ағып өтетін түтіктер орналасқан. Жылу тасығыш қызметін су немесе сұйық металл, мысалы, натрий атқарады.

Нейтрондардың сыртқы ортаға ұшып шығуын азайту үшін белсенді аумақты нейтрон қайтарғышпен (2) қаптайды. Сыртқы ортаны аса қауіпті сәулелерден қорғау үшін нейтрон қайтарғыштың сыртын калың болат сауытпен және биологиялық бетон қорғанмен (4) қоршайды.

Пайдаланылған әдебиет