Слайд 2Атомный реактор
Атомный реактор (он же ядерный реактор) это устройство,
предназначенное для организации управляемой самоподдерживающейся цепной реакции деления, которая всегда
сопровождается выделением энергии.
Активная зона экспериментального реактора
Слайд 3Первый ядерный реактор построен и запущен в декабре 1942 года
в США под руководством Э. Ферми. Первым реактором, построенным за
пределами США, стал ZEEP, запущенный в Канаде 5 сентября 1945 года. В Европе первым ядерным реактором стала установка Ф-1, заработавшая 25 декабря 1946 года в Москве под руководством И. В. Курчатова. К 1978 году в мире работало уже около сотни ядерных реакторов различных типов.
Слайд 4Конструкция
Любой ядерный реактор состоит из следующих частей:
Активная зона с ядерным
топливом и замедлителем;
Отражатель нейтронов, окружающий активную зону;
Теплоноситель;
Система регулирования цепной реакции,
в том числе аварийная защита;
Радиационная защита;
Система дистанционного управления.
Слайд 5Объёмы современных энергетических реакторов могут достигать сотен м³ и определяются
главным образом не условиями критичности, а возможностями теплосъёма.
Критический объём ядерного
реактора — объём активной зоны реактора в критическом состоянии. Критическая масса — масса делящегося вещества реактора, находящегося в критическом состоянии.
Слайд 6Наименьшей критической массой обладают реакторы, в которых топливом служат водные
растворы солей чистых делящихся изотопов с водяным отражателем нейтронов. Для
235U эта масса равна 0,8 кг, для 239Pu — 0,5 кг. Широко известно, однако, что критическая масса для реактора LOPO (первый в мире реактор на обогащённом уране), имевшего отражатель из окиси бериллия, составляла 0,565 кг. Теоретически, наименьшей критической массой обладает 251Cf, для которого эта величина составляет всего 10 г.
Слайд 7Иодная яма
Иодная яма — состояние ядерного реактора после его остановки,
характеризующееся накоплением короткоживущего изотопа ксенона 135Xe, который является продуктом распада
изотопа иода-135 (из-за чего этот процесс и получил своё название). Высокое сечение захвата тепловых нейтронов ксеноном-135 приводит к временному появлению значительной отрицательной реактивности, что, в свою очередь, делает затруднительным вывод реактора на проектную мощность в течение определённого периода (около 1-2 суток).
Слайд 8Классификация.
По значению:
Энергетические реакторы
Транспортные реакторы
Экспериментальные реакторы
Исследовательские реакторы,
Промышленные (оружейные, изотопные) реакторы
Часто реакторы
применяются для решения двух и более различных задач, в таком
случае они называются многоцелевыми.
Слайд 9Энергетические реакторы
Энергетические реакторы, предназначенные для получения электрической и тепловой энергии,
используемой в энергетике, а также для опреснения морской воды (реакторы
для опреснения также относят к промышленным). Основное применение такие реакторы получили на атомных электростанциях. Тепловая мощность современных энергетических реакторов достигает 5 ГВт. В отдельную группу выделяют:
Слайд 10Транспортные реакторы
Транспортные реакторы, предназначенные для снабжения энергией двигателей транспортных средств.
Наиболее широкие группы применения — морские транспортные реакторы, применяющиеся на
подводных лодках и различных надводных судах, а также реакторы, применяющиеся в космической технике.
Слайд 11Экспериментальные реакторы
Экспериментальные реакторы, предназначенные для изучения различных физических величин, значение
которых необходимо для проектирования и эксплуатации ядерных реакторов; мощность таких
реакторов не превышает нескольких кВт.
Слайд 12Исследовательские реакторы
Исследовательские реакторы, в которых потоки нейтронов и гамма-квантов, создаваемые
в активной зоне, используются для исследований в области ядерной физики,
физики твёрдого тела, радиационной химии, биологии, для испытания материалов, предназначенных для работы в интенсивных нейтронных потоках (в т. ч. деталей ядерных реакторов), для производства изотопов. Мощность исследовательских реакторов не превосходит 100 МВт. Выделяющаяся энергия, как правило, не используется.
Слайд 13Промышленные реакторы
Промышленные (оружейные, изотопные) реакторы, используемые для наработки изотопов, применяющихся
в различных областях. Наиболее широко используются для производства ядерных оружейных
материалов, например 239Pu. Также к промышленным относят реакторы, использующиеся для опреснения морской воды.
Слайд 14По спектру нейтронов
Реактор на тепловых (медленных) нейтронах («тепловой реактор»)
Реактор на
быстрых нейтронах («быстрый реактор»)
Реактор на промежуточных нейтронах
Реактор со смешанным спектром
Слайд 15По размещению топлива
Гетерогенные реакторы, где топливо размещается в активной зоне
дискретно в виде блоков, между которыми находится замедлитель;
Гомогенные реакторы, где
топливо и замедлитель представляют однородную смесь (гомогенную систему).
Слайд 16По виду топлива
изотопы урана 235, 238, 233 (235U, 238U, 233U)
изотоп
плутония 239 (239Pu), также изотопы 239-242Pu в виде смеси с
238U (MOX-топливо)
изотоп тория 232 (232Th) (посредством преобразования в 233U)
По степени обогащения:
природный уран
слабо обогащённый уран
высоко обогащённый уран
По химическому составу:
металлический U
UO2 (диоксид урана)
UC (карбид урана) и т. д.
Слайд 17По виду теплоносителя
H2O (вода, см. Водо-водяной реактор)
Газ, (см. Графито-газовый реактор)
D2O
(тяжёлая вода, см. Тяжеловодный ядерный реактор, CANDU)
Реактор с органическим теплоносителем
Реактор
с жидкометаллическим теплоносителем
Реактор на расплавах солей
Реактор с твердым теплоносителем
По роду замедлителя
С (графит, см. Графито-газовый реактор, Графито-водный реактор)
H2O (вода, см. Легководный реактор, Водо-водяной реактор, ВВЭР)
D2O (тяжёлая вода, см. Тяжеловодный ядерный реактор, CANDU)
Be, BeO
Гидриды металлов
Без замедлителя (см. Реактор на быстрых нейтронах)
Слайд 18По конструкции
Корпусные реакторы
Канальные реакторы
По способу генерации пара
Реактор с внешним парогенератором
(См. Водо-водяной реактор, ВВЭР)
Кипящий реактор