Atomreakter: Betribssystemer Prinzipien, an der Eenheet Circuit

Design a Fonktioun vun engem Atomreakter baséiert op der initialization a Kontroll Self-Gank nuklear Reaktioun. Et ass als Fuerschung Outil fir d'Produktioun vun radioaktiv Isotopen an als Energiequell fir Kernkraaftwierker benotzt.

Atomreakter: de Prinzip vun der Operatioun (kuerzen)

Benotzt ëmzestoussen Kärspaltung Prozess an deem eng schwéier Keimzell nëmme an zwou kleng Fragmenter. Dës Fragmenter sinn an engem ganz opgereegt Staat a produzéiert gëtt neutrons, an aner subatomic Deelchen an photons. Neutrons kann nei Divisiounen Ursaach als Resultat vun deem se Emissiounen sinn nach méi, an sou op. Dëst kontinuéierlech Self-Gank Zuel vun disintegrations Kette Reaktioun genannt. An der selwechter Zäit, eng grouss Quantitéit vun Energie, d'Produktioun vun deenen ass d'Zil vun der Benotzung vun Nuklearenergie.

De Prinzip vun der Operatioun vun engem Atomreakter an engem Kernkraaftwierk ass esou, datt 85% vun de Kolonien Trennung Energie bannent enger ganz kuerzer Zäit nom Ufank vun der Reaktioun verëffentlecht ass. Déi reschtlech Deel ass duerch de radioaktiven Zerfall vun Kärspaltung Produkter produzéiert, nodeems se neutrons verworf. Radioaktiven Zerfall ass de Prozess an deem Atom enger roueger Staat erreecht. Hien weider an der Divisioun.

Der atomarer bomb Kette Reaktioun vergréissert an Intensitéit, bis Meeschter um Material SPLIT ginn. Dëst geschitt ganz séier, eng extrem staark Explosiounen charakteristesche vun esou opgeruff produzéiert. Mechanissem a Fonktioun vun engem Atomreakter baséiert op dem Prinzip vun der Ketten Reaktioun op engem reglementéiert bal konstant Niveau ënnerhalen. Et entworf ass sou datt als atomarer bomb explodéieren kann net.

Kette Reaktioun a Kritik

Physik Kärspaltung Reaktergebai ass alles dat eng Kette Reaktioun Wahrscheinlechkeet no nuklear Kärspaltung Neutronestär Emissioun. Wann rezent Populatioun Verloschter, wäert d'Quote vun Divisioun zu Enn ze null falen. An dësem Fall gëtt d'Reaktergebai an engem subcritical Staat ginn. Wann der Neutronestär Populatioun bei engem konstante Niveau haten ass, wäert de Kärspaltung Taux stabil bleiwen. D'Reaktergebai wäert an engem kriteschen Zoustand sinn. An endlech, wann iwwer Kéier de Neutronestär Populatioun wiisst, gëtt der Vitesse a Kraaft Partitur Erhéijung. Kär Staat gëtt supercritical.

De Prinzip vun der Operatioun vun engem Atomreakter nächst. Virun der Neutronestär Populatioun Start ass no bei Null. Dann, ewechzehuelen Opérateuren der Kontroll Piston aus dem Kär, d'Divisioun Placken waarden, datt zäitweileg dem Reaktergebai an engem supercritical Staat där. der abezitt Muecht Opérateuren hannescht deelweis Kontroll Piston No Erréchen, ugepasst de Montant vun neutrons. Duerno ass de Reaktergebai an engem kriteschen Zoustand haten. Wann et néideg ass ze stoppen, Text de Bedreiwer Piston komplett. Dëst Hien der Divisioun an héichgehalen Kär an subcritical Staat.

Zorte vu reactors

Gréissten Deel vun der bestehend Energie ass generéieren der Hëtzt néideg Wandkraaftanlage ze fueren, déi Generatoren vun Elektrizitéit vun nuklear Installatiounen an der Welt fueren. Och, do si vill Fuerschung reactors, an e puer Länner hunn Wéi fannt oder Uewerfläch Schëffer, vun der Energie vum Atom erausgedriwwen.

Kernkraaftwierker

Et ginn verschidden Arten vun dëser Zort vun Reaktergebai, mä dicht Design vun Liichtjoer Waasser adoptéiert. Am Tour, et kënnt zu Drock Waasser oder kache Waasser benotzt ginn. Am éischte Fall d'héich Drock flësseg vun der Hëtzt vum Kär gehëtzt a Prënzenhochzäit der Dampzuch Generator. Do, ass d'Hëtzt vun der Primärschoul an de Lycée gesuergt huet, weider Waasser mat. D'generéiert Dampzuch déngt schlussendlech als schaffen Flesseggassystem am Damp turbine Zyklus.

D'Reaktergebai ass eng kache Typ op de Prinzip vun der direkten Energie Zyklus Wierker. Waasser duerch de Kär laanschtgoungen, hunn zu enger iwwerdecken iwwer mëttel- Drock Niveau. Boverie Dampzuch Eiffeltuerm enger Serie vun Raumdeeler an dryers sinn am Reaktergebai pompelen entsuergt, a senger sverhperegretoe Staat doraus. Superheated Damp ass dann als schaffen Flesseggassystem, de rotativ turbine benotzt.

High-Temperatur Gas-gi si

High-Temperatur Gas-gi si Reaktergebai (HTGR) - engem Atomreakter, de Prinzip vun der Operatioun ass als Brennstoff Mëschung aus Bensin an microspheres op de Gebrauch vun GRAPHITE baséiert. Et ginn zwou Competitioun Motiver:

• Däitsch "Net-fëllt" System, deen eng Kugelgestalt Brennstoff Elementer 60 mm Duerchmiesser benotzt, aus enger Mëschung vun Brennstoffer an GRAPHITE an engem Réibau GRAPHITE;
• déi amerikanesch Versioun vun engem GRAPHITE sechseckegen prisms dass de Kär ze schafen interlock.

An zwee Fäll, besteet de kille Flesseggassystem vun Helium ënner engem Drock vun iwwer 100 Atmosphère. Den däitsche System Helium Eiffeltuerm der thematiséieren an der Layer vun Kugelgestalt Brennstoff Elementer, an am US - duerch Arkadefënster an der GRAPHITE prisms laanscht d'Mëtt Achs vun der Reaktergebai Kär arrangéiert. Souwuel Optiounen kann um Ganz héich Temperaturen Bedreiwen, well de GRAPHITE eng extrem héich sublimation Temperatur huet, an chemesch Inertgas- Helium komplett. Hot Helium ka bei engem héich Temperatur an engem Gas turbine direkt als schaffen Flesseggassystem benotzt ginn oder Hëtzt kann fir generéieren Dampzuch Zyklus Waasser geheescht ginn.

Flësseg-Metal Atomreakter: Circuit an schaffen Prinzip

Fast reactors mat Natrium coolant huet bedeitend Opmierksamkeet am 1960-1970 d'dobäi geduecht. Dunn war et, datt seng Konterstäerkt britt nukleare Brennstoff zu der nächster Zukunft sinn néideg Brennstoff fir eng séier entwéckele nuklear Industrie ze produzéieren. Wann et kloer gouf, datt dëst Erwaardung verlaangt ass, waned Begeeschterung an de 1980er. Allerdéngs, an den USA, Russland, Frankräich, Groussbritannien, Japan an Däitschland gebaut enger Serie vun reactors vun dësem Typ. Meescht vun hinnen Aarbecht op Uran Nahrung oder eng Mëschung vun Plutonium Nahrung. An den USA, awer, war de gréisste Succès mat Metall Brennstoff erreecht.

CANDU

Kanada huet seng Efforten op d'reactors do, deen natierlech Uran benotzen. Entfält d'Noutwendegkeet fir seng Beräicherung de Servicer vun anere Länner ze benotzen. D'Resultat vun dëser Politik ass de deuterium-Uran Reaktergebai (CANDU). Kontroll a kille et produzéiert schwéier Waasser. Design a Fonktioun vun engem Atomreakter gëtt engem Tank mat kal D ₂ O um Loftdrock ze benotzen. Aktiv Beräich permeated iech vun Kadaster durchgang Brennstoff vun natierleche Uran, duerch déi seng schwéier Waasser circulates Widerufsdélai. Stroum ass vun Partitur der Hëtzt Transfert an schwéier Waasser coolant produzéiert, déi duerch d'Dampzuch Generator sechs ass. D'Dampzuch am Secondaire verantwortlech Passë dann duerch eng konventionell turbine Zyklus.

Fuerschung Ariichtungen

Fir nuklear Fuerschung Reaktergebai ass Meeschter dacks benotzt, besteet de Prinzip vun deenen am Waasser ofkillt Risotto an Uran Brennstoff Elementer an der Form Versammlungen Gebrauch vun. Kapabel an eng grouss Gamme vu Muecht Niveau vun e puer honnert kilowatts zu megawatts fonktionnéieren. Zanter Muecht Generatioun net de primären Objektiv vun Fuerschung reactors ass, sinn se duerch thermesch Energie entsteet, an d'Dicht vun der Kär Zweck Energie neutrons charakteriséiert. Et ass dëse Parameteren hëlleft der Fähegkeet vun engem Fuerschung Reaktergebai ze wäit ofgedonkelt spezifesch Studien ze üben. Héich-Muecht Systemer éischter um Universitéiten ze bedreiwen a fir Training benotzt, an héich Muecht ass an Fuerschung Laboratoiren waren fir Material a Charakteristiken Testen, wéi och fir allgemeng Fuerschung.

De stäerkste gemeinsam Fuerschung Atomreakter, d'Struktur an Prinzip vun der Operatioun ass wéi follegt. Hir aktiv Beräich ass am ënnen grouss déif Pool vu Waasser läit. Dëst erliichtert Observatioun a Kanal Bewëllegung vun deenen der Neutronestär Trägere ënner kann. Um niddereg Muecht Niveau ass et net néideg der coolant ze pompelen, als sécher Betribssystemer Staat vun der natierlecher Konvektioun vun coolant genuch Hëtzt garantéiert dissipation ze erhalen. D'Hëtzt exchanger ass normalerweis op der Uewerfläch oder an der ieweschter Deel vum Pool etabléiert wou de waarme Waasser cumuléierten ass.

Schëff Installatioun

Original an Primärschoul Benotzung vun Nuklearenergie reactors ass hire Gebrauch Wéi fannt. Hir Haapt Virdeel ass, dass, am Géigesaz zu fossille Brennstoffer Verbrennungsmotor Systemer fir generéieren Stroum se nët Loft brauchen. nuklear Schluechtschëff kann doduercher, bleiwe fir eng laang Zäit dierfen, an konventionell Diesel-elektresch Schluechtschëff muss periodesch un der Uewerfläch klammen, fir hir Loft Gedriffer lafen. Nuklearenergie stellt e strategesche Virdeel Navy Schëffer. Dank hirem, ass et net néideg an auslännesch Häfen oder aus liicht Onglécklech Tanker un emol tanke.

De Prinzip vun der Operatioun vun engem Atomreakter op engem Schluechtschëff Annonce. Allerdéngs ass et bekannt, dass an den USA et héich beräichert Uran benotzt, an der bittt a kille ass Liicht Waasser. Den Design vun den éischte Reaktergebai nuklear Schluechtschëff USS Nautilus war vun mächteg Fuerschung Installatiounen staark beaflosst. Seng eenzeg Fonktioun ass de Ganz héich ofbaubar Spillraum, eng vergréissert Period vun Operatioun ouni refueling suergt an der Fähegkeet no afréiert zu Reouverture. Power Gare fannt Dir musst ganz roueg, ginn erkennen ze vermeiden. Fir de spezifesche Besoine vun verschiddenen Klassen vun Wéi fannt Dir verschidde Modeller vu Kernkraaftwierker treffen hunn gegrënnt gouf.

US Navy op Schëffer wwerreeche benotzt Atomreakter, de Prinzip vun deem gegleeft ass aus dem gréissten Wéi fannt Dir geléint ginn. Detailer vun hire Bau an hun net publizéiert goufen.

Nieft den USA, sinn nuklear Wéi fannt Dir am UK, Frankräich, Russland, China an Indien. An all Fall, war den Design net bekanntginn, mä et ass gegleeft datt si all ganz ähnlech sinn - dat ass eng Konsequenz vun der selwecht Ufuerderunge fir hir technesch Charakteristiken. Russland huet och eng kleng Flott vun nuklear icebreakers, déi déi selwecht Reaktergebai wéi an sowjetesch Wéi fannt etabléiert.

industriell Installatiounen

Fir Zwecker vun Produktioun vun Waffen Schouljoer Plutonium-239 benotzt engem Atomreakter, de Prinzip vun deem mat niddregen Niveau Energie an héich Produktivitéit besteet. Dat ass wéinst der Tatsaach, datt laangfristeg bleiwen vun Plutonium am Kär zu der Heefung vu onpassend ²⁴⁰ Pu féiert.

Produktioun vun tritium

Moment, ass den Haaptgrond Material obtainable vun esou Systemer tritium ⁽³ H oder T) - d'Vitesse ass fir Waasserstoff opgeruff. Plutonium-239 huet eng laang Broscht Liewen vun 24.100 Joer, also e Land mat Atomwaffen datt dëst Element benotzen, als Regel, hunn et méi wéi néideg. Am Géigesaz zu de ²³⁹ Pu, der Broscht Liewen vun tritium ass iwwer 12 Joer. Also, déi néideg Stamminventar, dat radioaktiv Isotop vu Waasserstoff ze erhalen muss kontinuéierlech duerchgefouert ginn. An den USA, huet de Savannah River (South Carolina), zum Beispill, méi schwéier Waasser reactors, déi tritium produzéiere.

Wénkel gekäppt Muecht

Geschaf duerch nuklear reactors erwisen vun Elektrizitéit an Dampzuch Heizung suergt geläscht isoléiert Beräicher. Zu Russland, zum Beispill, fonnt mir de Gebrauch vun kleng Muecht Systemer, speziell konzipéiert fir d'Arktis Fudder ze këmmere. An China, de 10-megawatt Planz HTR-10 Ëmgeréits Hëtzt an elektresch Muecht Fuerschung Institut, an deem et etabléiert ass. Entwécklung vun kleng reactors automatesch mat ähnleche Kënnen kontrolléiert haten sinn zu Schweden a Kanada duerchgefouert. Tëscht 1960 an 1972, benotzt d'US Army kompakt Waasser reactors Erfindungen Base vun Grönland an Antarktis ze bidden. Si goufen duerch Brennstoff-Ueleg Kernkraaftwierker ersat.

Exploratioun vum Weltraum

Zousätzlech, goufen d'reactors fir Muecht a Bewegung am Raum entworf. An der Period vun 1967 bis 1988, gouf d'Sowjetunioun eng kleng nuklear Installatiounen op der "Kosmos" Satelliten Equipement an telemetry viir, mä dës Politik eng Zilscheif fir Kritik ginn huet. Op d'mannst eng vun deene Satelliten koum an der Atmosphär d'Äerd, dauernd radioaktiv Kontaminatioun Erfindungen Beräicher vu Kanada. D'USA lancéiert eenzege Satellit mat engem Atomreakter zu 1965. Allerdéngs Projeten op hire Gebrauch an déiwe Raum Missiounen, bemannte Fuerschung aner Planéiten oder op eng permanent Moundlandung huel weider entwéckelt ginn. Dëst ass sécher eng Gas-gi si oder flësseg-Metal Atomreakter, déi kierperlech Prinzipien vun deenen déi den héchsten Temperatur méiglech néideg ze minimiséieren der Gréisst vun der Heizkierper gin. Och, fir d'Reaktergebai Raum fir Geräter ginn als kompakt wéi méiglech d'Quantitéit vum Material fir d'shielding benotzt ze minimiséieren, an d'Gewiicht während starten a Weltraum ze reduzéieren. Brennstoff Muecht gëtt fir d'Dauer vun de Weltraum Operatioun vun der Reaktergebai garantéieren.