القصة على النيوترونات السريعة: مفاعل فريد من Beloyarsk NPP. مفاعلات نيوترونية سريعة ودورها في تشكيل الطاقة النووية "الكبيرة"

مفاعل النيوترون السريع.

في هيكل الطاقة الذرية على نطاق واسع، يتم تعيين دور مهم للمفاعلات حول النيوترونات السريعة مع دورة وقود مغلقة. وهي تسمح ما يقرب من 100 مرة لزيادة كفاءة استخدام اليورانيوم الطبيعي، وبالتالي، لتخفيف القيود المفروضة على تطوير الطاقة النووية من الموارد الطبيعية للوقود النووي.
في 30 دولة من دول العالم، تعمل الآن حوالي 440 مفاعلا نوويا، والتي توفر الإنتاج حوالي 17٪ من جميع الكهرباء المنتجة في العالم. في البلدان الصناعية، فإن حصة الكهرباء "الذرية" هي، كقاعدة عامة، ما لا يقل عن 30٪ ويزيد باطراد. ومع ذلك، وفقا للعلماء، فإن الطاقة الذرية بسرعة متزايدة، استنادا إلى المفاعلات النووية "الحرارية" الحديثة المستخدمة في محطات الطاقة النووية القائمة والمعقودة (أكثر - مع مفاعلات VVER و LWR-Type)، قد تواجه حتما بالفعل في القرن الحالي من المواد الخام اليورانية بسبب سبب أن عنصر الوقود لهذه المحطات هو نظير نادر من اليورانيوم 235.
يولد المفاعل على النيوترون السريع (BN) مع تفاعل الانشطار النووي بمقدار فائض من النيوترونات الثانوية، الذي يولد امتصاصه في الجزء الأكبر من اليورانيوم الذي يتألف من اليورانيوم - 238، إلى التكوين المكثف للانشطار النووي الجديد بلوتونيوم 239 مادة. نتيجة لذلك، من كل كيلوغرام من اليورانيوم - 235، جنبا إلى جنب مع إنتاج الطاقة، يمكن الحصول على أكثر من كجم واحد من البلوتونيوم -299، والتي يمكن استخدامها كوقود في أي مفاعلات NPP بدلا من اليورانيوم النادر-235. هذه العملية المادية، التي تسمى استنساخ الوقود، ستسمح لليورانيوم الطبيعي بأكمله في مبيعات الطاقة الذرية، بما في ذلك دورها الرئيسي - Isotope Uranium-238 (99.3٪ من إجمالي كتلة اليورانيوم الأحفوري). هذا النظائر في NPPS الحديثة على النيوترونات الحرارية غير مشاركين في إنتاج الطاقة. ونتيجة لذلك، فإن إنتاج الطاقة مع الموارد الحالية لليورانيوم ومع الحد الأدنى من التأثير على الطبيعة، سيكون من الممكن زيادة ما يقرب من 100 مرة. في هذه الحالة، فإن الطاقة الذرية للبشرية تكفي لعدة آلاف السنين.
وفقا للعلماء، فإن العمل المشترك من المفاعلات "الحرارية" و "السريعة" في نسبة حوالي 80: 20٪ من الطاقة المؤقتة هي الاستخدام الأكثر كفاءة لموارد اليورانيوم. مع هذه النسبة، ستنتج المفاعلات السريعة كمية كافية من البلوتونيوم - 239 لتشغيل محطات الطاقة النووية مع مفاعلات حول النيوترونات الحرارية.
الميزة الإضافية لتكنولوجيا المفاعلات السريعة ذات العدد الزائد من النيوترونات الثانوية هي القدرة على "الاحتراق" منذ فترة طويلة (مع فترة من الانحلال إلى الآلاف ومئات الآلاف من الآلاف) منتجات الانشطار المشع، وتحولها إلى قصيرة -إضافة مع نصف عمر لا يزيد عن 200-300 سنة. يمكن دفن هذه النفايات المشعة المحولة بشكل موثوق في مرافق تخزين خاصة دون إزعاج توازن الإشعاع الطبيعي للأرض.

تم إطلاق الأعمال في مجال المفاعلات النووية بشأن النيوترونات السريعة للمفاعلات في عام 1960 من خلال تصميم أول مفاعل الطاقة الطيار الصناعي BN-350. تم إطلاق هذا المفاعل في عام 1973 وتم تشغيله بنجاح حتى عام 1998.
في عام 1980، تم تكليف مفاعل الطاقة الأكثر قوة (600 ميجاوات) (600 ميجاوات (ه) في بيلويارس NPP في تكوين وحدة الطاقة رقم 3، التي لا تزال تعمل بشكل موثوق حتى الوقت الحاضر، وهي الأكبر من المفاعلات الحالية لهذا النوع في العالم. في أبريل 2010، عمل المفاعل بالكامل من عمر المشروع لمدة 30 عاما مع موثوقية وسلامة عالية. خلال فترة التشغيل الطويلة، يتم الحفاظ على وحدة Kum Energob في مستوى عال بثبات - حوالي 80٪. شرح الخسائر أقل من 1.5٪.
على مدى السنوات العشر الماضية من تشغيل وحدة الطاقة لم تكن هناك حالة واحدة من توقف مفاعل الطوارئ.
غياب الغازات المشعة الطويلة الأجل والطيران غائبة. إن إخراج الغازات المشعة الناعمة لا تذكر حاليا<1% от допустимого по санитарным нормам.
أظهرت تشغيل المفاعل بشكل مقنع موثوقية تدابير التصميم لمنع وتوسيع تسرب الصوديوم.
من حيث الموثوقية والسلامة، كان مفاعل BN-600 تنافسية مع المفاعلات الحرارية التسلسلية على النيوترونات الحرارية (VVER).

الشكل 1. مفاعل (مركزي) BN-600 قاعة

في عام 1983، على أساس BN-600، طورت الشركة مشروع مفاعل BN-800 محسن لوحدة الطاقة 880 ميجاوات (ه). في عام 1984، بدأ العمل بناء على بناء مفاعلات BN-800 على Beloyarsk و New South Ural NPPS. تم استخدام التأخير اللاحق في بناء هذه المفاعلات لتحسين المشروع من أجل زيادة سلامته وتحسين المؤشرات التقنية والاقتصادية. استئناف العمل على بناء BN-800 في عام 2006 في Beloyarsk NPP (وحدة الطاقة الرابعة) ويجب أن تكتمل في عام 2013.

الشكل 2. مفاعل حول سريع النيوترون BN-800 (القسم الرأسي)

الشكل 3. BN-800 مفاعل

يتم توفير المهام المهمة التالية قبل مفاعل BN-800 قيد الإنشاء:

ضمان التشغيل على وقود موكس.
إظهار تجريبي للمكونات الرئيسية لدورة الوقود المغلقة.
التطوير في ظروف حقيقية من تشغيل أنواع جديدة من المعدات والحلول التقنية المحسنة المقدمة لزيادة مؤشرات الكفاءة والموثوقية والسلامة.
تطوير تقنيات مبتكرة للمفاعلات النيوترونية السريعة المستقبلية مع سائل تبريد المعادن السائلة:

اختبارات وإصدار الشهادات للوقود الواعد والمواد الهيكلية؛
إظهار تكنولوجيا حرق الأكبرينيدات البسيطة وتحويل المنتجات ذات الأجل الطويلة الأجل التي تشكل الجزء الأكثر خطورة من النفايات المشعة للطاقة النووية.

في OKBM Afrikatov، يتم تطوير مشروع مفاعل تجاري محسن BN-1200 بسعة 1220 ميجاوات.

الشكل 3. مفاعل BN-1200 (القسم الرأسي)

يتم التخطيط للبرنامج التالي لتنفيذ هذا المشروع:

2010 ... 2016. - تطوير عملية تركيب المعالجات وتنفيذ برنامج البحث والتطوير.
2020 - بتكليف وحدة طاقة الرأس على الوقود الأخلاقي ومنظمة إنتاجها المركزي.
2023 ... 2030. - تكليف سلسلة من وحدات الطاقة بسعة إجمالية تبلغ حوالي 11 غيغاواط.

جنبا إلى جنب مع القرارات التي تؤكدها التجربة الإيجابية لتشغيل BN-600 ومشروع BN-800، فإن مشروع BN-1200 يستخدم حلولا جديدة تهدف إلى زيادة تحسين المؤشرات التقنية والاقتصادية وتحسين الأمن.
المؤشرات التقنية والاقتصادية:

زيادة عامل استخدام الطاقة المثبتة من القيمة المخطط لها 0.85 ل BN-800 إلى 0.9؛
زيادة مرحلةجة في الإرشاد من وقود الطحلب من المستوى الذي تم التوصل إليه في أجهزة التلفزيون التجريبية 11.8٪ TA. إلى 20٪ من تا (متوسطة انحراف من ~ 140 ميغابايت يوم / كجم)؛
زيادة في معامل الاستنساخ إلى ~ 1.2 على وقود أكسيد البلوتونيوم اليورانيوم وما يصل إلى 1.45 على وقود النتريد المختلط؛
تقليل مؤشرات المعدن المحددة عند 1.7 مرة مقارنة مع BN-800
زيادة عمر خدمة المفاعل من 45 عاما (BN-800) إلى 60 عاما.

أمان:

يجب أن يكون احتمال حدوث أضرار جسيمة للمنطقة النشطة أمرا بمتطلبات أقل الحجم للوثائق التنظيمية؛
يجب أن تكون المنطقة الصحية والوقائية داخل حدود موقع NPP لأي حوادث للمشروعات؛
يجب أن تتزامن حدود منطقة التدابير الوقائية مع حدود موقع NPP للحوادث المتوقعة الثقيلة، فإن احتمال تنفيذها لا يتجاوز 10-7 لكل مفاعل / سنة.

التركيز الأمثل من المراجع والحلول الجديدة وإمكانية استنساخ الوقود الممتدة تتيح لنا أن نعزو هذا المشروع إلى التكنولوجيا النووية من جيل الرابع.

يشارك OJSC OKBM Africiants بنشاط في التعاون الدولي على المفاعلات السريعة. لقد كان مطور مفاعل التجريبية الصينية في CEFR النيوترون السريع والمقاول الرئيسي لصناعة المعدات الرئيسية للمفاعل، شارك في تنفيذ البداية البدنية والطاقة في المفاعل في عام 2011 ومساعدة في تطوير قدرتها. حاليا، يتم إعداد الاتفاق الحكومي الدولي لبناء مفاعل مظاهرة سريعة مع الناقل الحراري الصوديوم (CDFR) على أساس مشروع BN-800 بمشاركة OKBM وغيرها من الشركات في شركة روساتوم الحكومية الدولية.

إن المفاعل الروسي الفريد الروسي حول النيوترونات السريعة، والعمل على Beloyarsk NPP، جلبت سعة 880 ميجاوات - الخدمة الصحفية لتقارير Rosatom.

يعمل المفاعل في وحدة الطاقة رقم 4 من Beloyarsk NPP ويتعارض حاليا اختبارات مخططة لتوليد المعدات. وفقا لبرنامج الاختبار، توفر وحدة الطاقة لمدة 8 ساعات للحفاظ على الطاقة الكهربائية دون أقل من 880 ميجاوات.

ترتفع قوة المفاعل في مراحل، بحيث في النهاية، وفقا لنتائج الاختبار، احصل على شهادة على مستوى المشروع في 885 ميجاوات. في الوقت الحالي، يتم اعتماد المفاعل بقوة 874 ميجاوات.

أذكر أن Beloyarsk NPP يعمل اثنين من المفاعلات النيوترونية سريعة. منذ عام 1980، كان مفاعل BN-600 يعمل هنا - لفترة طويلة كان المفاعل الوحيد في عالم هذا النوع. لكن في عام 2015، بدأ الإطلاق المراسي للمفاعل الثاني BN-800.

لماذا هو مهم للغاية ويعتبر حدثا تاريخيا للصناعة النووية العالمية؟

يسمح لك المفاعلات النيوترونية السريعة بتنفيذ دورة وقود مغلقة (في BN-600 لا يتم تنفيذها حاليا). نظرا لأن اليورانيوم - 238 "أحرق"، بعد معالجة (استخراج منتجات الانشطار وإضافة أجزاء جديدة من اليورانيوم -288)، يمكن تنزيل الوقود على المفاعل. وبما أن دورة بلوتونيوم البلوتونيوم اليورانية تتشكل أكثر من التفكير، يمكن استخدام فائض الوقود لمفاعلات جديدة.

علاوة على ذلك، من الممكن إعادة تدوير فائض بلوتونيوم الأسلحة، فضلا عن البلوتونيوم والأكتينيدات الأصغر سنا (نبتون، الأمريكير، كوري)، المستخرجة من وقود العادم للمفاعلات الحرارية العادية (الأكتينيدس الأصغر سنا جزء خطير للغاية من النفايات المشعة). في الوقت نفسه، يتم تقليل عدد النفايات المشعة مقارنة بالمفاعلات الحرارية بأكثر من عشرين مرة.

لماذا، مع جميع مزاياه، لم يحصل المفاعلات على النيوترونات السريعة على نطاق واسع؟ بادئ ذي بدء، هذا يرجع إلى خصوصيات تصميمهم. كما ذكر أعلاه، لا يمكن استخدام المياه كبريد، لأنها مثبطات نيوترية. لذلك، في المفاعلات السريعة، يتم استخدام المعادن بشكل رئيسي في حالة سائلة - من سبائك الرصاص الرصاص الغريبة إلى الصوديوم السائل (الخيار الأكثر شيوعا لمصانع الطاقة النووية).

"في المفاعلات السريعة النيوترونية، تكون الأحمال الحرارية والإشعاع أعلى بكثير مما كانت عليه في المفاعلات الحرارية"، يشرح رئيس الوزراء الرئيس الرئيسي في Beloyarsk NPP Mikhail Bakanov. - وهذا يؤدي إلى الحاجة إلى استخدام المواد الهيكلية الخاصة للغلاف من أنظمة المفاعل والإنترنت. لا تصنع العلب الوقود والأجهزة التلفزيونية من سبائك الزركونيوم، كما هو الحال في المفاعلات الحرارية، ومن فولاذ الكروم من السبائك الخاصة، أقل عرضة للإشعاع "تورم". من ناحية أخرى، على سبيل المثال، لا يخضع غلاف المفاعل للأحمال المرتبطة بالضغط الداخلي - فهي فقط في الغلاف الجوي الصغير. "

وفقا لماهية ميخائيل باكانوف، في السنوات الأولى من العملية، ارتبطت الصعوبات الرئيسية بتورم الإشعاع وتكسير الوقود. ومع ذلك، تم حل هذه المشاكل قريبا، تم تطوير مواد جديدة - كلاهما للوقود ولهادئ الوقود. ولكن حتى الآن الحملات محدودة وليس الكثير من حرق الوقود (الذي يصل BN-600 إلى مؤشر بنسبة 11٪)، وكم يتم تصنيع مورد المواد من الوقود والوقود والزوج. كانت مشاكل التشغيل الأخرى مرتبطة بشكل أساسي بتسريبات الصوديوم في الدائرة الثانية، وهي معدن نشط نشط ونشط حريق، استجابة سريعة للاتصال بالجواء والمياه: "التشغيل الطويل الأجل لتشغيل مفاعلات الطاقة الصناعية على النيوترونات السريعة هي روسيا وفرنسا فقط. ونحن، والخبراء الفرنسيون من البداية مرت في نفس المشاكل. لقد نجحنا في حلها بنجاح، من البداية كانت هناك وسيلة خاصة للتحكم في ضيق في ملامح وتجميع وتأجير تسرب الصوديوم. وكان المشروع الفرنسي أقل استعدادا لهذه المشاكل، نتيجة لذلك، تم إيقاف مفاعل فينيكس أخيرا ".

"المشاكل حقا كانت هي نفسها"، ويضيف مدير بلويارس NPP NIKOLAY Okashov، "لكننا حلها بطرق مختلفة في فرنسا. على سبيل المثال، عندما تم إحضار الجانب الرئيسي لأحد التجمعات على فينيكس لالتقاط وتفريغه، طور المتخصصيون الفرنسيون نظام رؤية معقد ومكلفة إلى حد ما من خلال طبقة من الصوديوم. وعندما نشأت نفس المشكلة معنا، عرض أحد المهندسين لدينا استخدام كاميرا الفيديو الموضوعة في أبسط بناء نوع جرس الغوص، الأنبوب الافتتاحي مع الأرجون تحت القاع. عندما تشرد تذوب الصوديوم، تمكن المشغلون الذين يستخدمون اتصالات الفيديو من إحضار آلية التقاط الآلية، وتم إزالة الجمعية العازمة بنجاح ".

يتم ترتيب المنطقة النشطة للمفاعل على النيوترونات سريعة مثل لمبة، طبقات

370 جمعية الوقود تشكل ثلاث مناطق ذات تخصيب مختلف وفقا ل Uranium-235 - 17 و 21 و 26٪ (في البداية كان هناك منطقتين فقط، ولكن لمحاذاة إطلاق الطاقة، قدم ثلاثة). وهي محاطة بشاشات جانبية (شفرات)، أو مناطق الاستنساخ، حيث توجد التجميعات التي تحتوي على اليورانيوم المستنفد أو الطبيعي، تتكون أساسا من النظائر 238. في نهايات الريش أعلاه وتحت المنطقة النشطة موجودة أيضا أقراص من اليورانيوم المنضب ، التي تشكل الشاشات النهائية (مناطق الاستنساخ).

يتم تجميع جمعيات الوقود (أجهزة التلفزيون) في حالة واحدة مجموعة من عناصر الوقود (معوقين) - أنابيب مصنوعة من الصلب الخاص مليئة بالحيوانات من أكسيد اليورانيوم مع تخصيب مختلف. من أجل أن يكون الاتصالان على اتصال مع بعضهما البعض، وبينهما يمكن أن يعمم سائل التبريد، يسكب سلكا رقيقا على الأنابيب. يدخل الصوديوم أجهزة التلفاز عبر فتحات الاختناق السفلي وتذهب عبر النوافذ في الأعلى.

في الجزء السفلي من الوقود، يقع عرقوب في مقبس المجمع، في الجزء العلوي - الجزء الرئيسي الذي تم التقاطه للتجميع أثناء التحميل الزائد. تتمتع جمعيات الوقود ذات الإثراء المختلفة بمقاعد مختلفة، لذلك من المستحيل ببساطة ضبط الجمعية على المكان الخطأ.

للسيطرة على المفاعل، يتم استخدام 19 قضبان تعويض تحتوي على البورون (امتصاص النيوترونات) للتعويض عن محور الوقود، قضيب التحكم التلقائي (للحفاظ على طاقة معينة)، بالإضافة إلى 6 قضبان من الحماية النشطة. نظرا لأن خلفيتها النيوترونية الخاصة بها مع اليورانيوم صغير، يتم استخدام "الإضاءة" للإطلاق الذي يتم التحكم فيه من المفاعل (وإدارته في مستويات الطاقة المنخفضة) - مصدر PhotoNitron (Gamma Emitter Plus Beryllium).

يمكن لوحدات الطاقة مع مفاعلات سريعة النيوترون توسع بشكل كبير من قاعدة الوقود للطاقة الذرية وتقليل النفايات المشعة بسبب تنظيم دورة الوقود النووي المغلق. هذه التقنيات لها بعض البلدان فقط والاتحاد الروسي، وفقا للخبراء، هي الرائدة في العالم في هذا المجال.

مفاعل BN-800 (من "الصوديوم السريع"، السعة الكهربائية 880 ميجاوات) - مفاعل رائد صناعي على النيوترونات السريعة مع سائل سائل المعادن، الصوديوم. يجب أن يكون النموذج الأولي وحدات الطاقة التجارية والأكثر قوة مع مفاعلات BN-1200.

مصادر

لا يوجد مثبط في مفاعل النيوترون السريع، وتنتج الطاقة بسبب تقسيم اليورانيوم والبلوتونيوم عن طريق النيوترونات السريعة. يستخدم ثاني أكسيد اليورانيوم U0 2 كوقود مع تخصيب كبير من 2 33su (17 ^ -26٪) أو خليط U0 2 و RI0 2. المنطقة النشطة محاطة بمنطقة الاستنساخ (بطانية) تتكون من خطوط الوقود التي تحتوي على مواد خام الوقود (مستنفدة 228 يو أو 2 ثانية). يتم التقاط النيوترونات التي تغادر من المنطقة النشطة في منطقة الاستنساخ من نوى الوقود، والنتيجة هي النظائر النظائر نووية جديدة تقسيم 239pu و ^ zi. لذلك، "مثل هذا المفاعل يسمى مضاعف (مربي).بالنسبة للمفاعلات السريعة، فإن المشرف غير مطلوب، ويجب عدم إبطاء المبرد النيوترونات.

مفاعل النيوترون السريع - مفاعل نووي يستخدم للحفاظ على سلسلة التفاعل النيوتروني النووي مع الطاقة\u003e أوه، 1 OIE.محول المفاعل - الكاشف النووي، في عملية الوقود النووي جديد على التكوين النظير مقارنة بتكوين حرق.

مفاعل مضاعف (Brerter) - مفاعل نووي يسمح لك بإنتاج الوقود النووي بمبلغ يتجاوز احتياجات المفاعل نفسه. عادة ما يكون هذا مفاعلا سريعا فيه معامل التحويل يتجاوز 1 ويتم تنفيذه الاستنساخ الموسع للوقود النووي. في مثل هذا المفاعل النيوتروني، الذي صدر خلال قسم الوقود النووي (على سبيل المثال، 233 U)، تتفاعل مع النوى الموضوعة في مفاعل المواد الخام (على سبيل المثال، 238 ش)، نتيجة لذلك، يتم تشكيل الوقود النووي الثانوي (239 طريق) وبعد في هذه الحالة، يتم تطوير المواد تقسيم المواد أكثر من الحروق في المفاعل.

في مفاعل Thre Brother Type، الأخ، القبض القابل للوقود المشترك هو نظائر العنصر الكيميائي نفسه (على سبيل المثال، يتم نسخ 2 35U، ^ U) مستنسخة، في مفاعل المحول - نظائر العناصر الكيميائية المختلفة (على سبيل المثال ، يتم حرق 235U، يتم استنساخ 2 39 39).

في المفاعلات السريعة، القابلة للاشتعال النووي هو خليط مخصب يحتوي على 15٪ على الأقل من النظائر ^ و. ناتجة العدد الرئيسي من الأقسام عن النيوترونات السريعة، ويرافق كل عمل من أعمال الشعبة مظهر كبير (مقارنة بفصل النيوترونات الحرارية) من رقم النيوترون، والتي عند الاستيلاء على 2 3 8 يو يتحول إليها ( من خلال اثنين على التوالي /؟ - التحلل) في نواة 2 39PU. عادة، يتم تشكيل نواة قابلة للاحتراق من الوقود (2 35U) في مفاعلات سريعة في مفاعلات سريعة، 150 نوى 2 Z9RI، قادرة على التقسيم (معامل الاستنساخ لهذا المفاعلات يصل إلى 1.5، أي PER 1 KG ^ SU يتم الحصول عليها حتى 1.5 كجم 2 39PU). الاستنساخ - استنساخ الوقود الثانوي الفاصل من المواد الخام (استنساخ)، I.E. التحول النووي للمواد التكاثر في التقسيم. في مفاعل نووي، يتم استهلاك النيوترونات، التي شكلتها سلسلة تفاعل الشعبة، ليس فقط للحفاظ عليه، ولكن تم استيعاب 238 يو أو 232 لتشكيل النيوزليدات المتقدمة (على سبيل المثال، 239 RF أو 233 U). تعتبر الوقود الثانوي تقسيم الوقود 239 RF و 233 ش مواد الاستنساخ - 238 يو و 232.

إعادة إنتاج المواد - المواد التي تحتوي على واحد أو أكثر من النيوغليدات.

استنساخ النيوغليد - نوغليد، قادرة على التحول بشكل مباشر أو غير مباشر إلى نواة تقسيم بسبب التقاط النيوترون. في الطبيعة، هناك نوعان من نوكليسونيد - 238 يو و 232.

معامل التحويل, مراقبة الجودة هي نسبة عدد النوى) من مادة الفك التي تشكلت في عملية التحويل (الاستنساخ)، إلى عدد النواة المنفصلة من المواد الانشطارية الأولية. معظم المفاعلات الحرارية لديها معامل تحويل 0؟ يو، 9، وبالتالي فإن المستهلكين في تقسيم المواد. في المفاعلات، المضاعفات، معامل التحويل سخية (1.15 + 1.30).

معامل الاستنساخ, KV - نسبة عدد نوى الوقود الذي تم تشكيله لعدد الوقود المحترق من الوقود النووي.

يعد معامل الاستنساخ نسبة عدد النواة الناتجة التي تشكلها المحترقة من الوقود المحملة أصلا. إذا كان معامل الاستنساخ أكثر من واحد، فسيتم تمديد المفاعل استنساخ الوقود. أكبر معامل استنساخ لديه مفاعلات حول النيوترونات السريعة (لمفاعلات BN-BOO / SV \u003d 1.4). من المفاعلات النيوترونية الحرارية، فإن المفاعلات الثقيلة لديها أكبر معامل تناسلي، وكذلك مفاعلات تبريد الغاز مع مثبط الجرافيت (0.74-0.8). مفاعلات المياه خفيفة الوزن لديها أصغر معامل الاستنساخ (0.54-0.6).

تسمى نسبة معدل تراكم النيوغليد المنقسمة حديثا التي تم تشكيلها خلال القبض على النيوترون عن طريق استنساخ النيوغليد، إلى معدل الإرهاق في النيوزليدات المتقدمة معدل التحويل، CC. يطلق على CK معامل الاستنساخ (KV) إذا كان ذلك هو\u003e 1. معظم المفاعلات الحرارية لديها CC \u003d O، 5 * H)، 9، وبالتالي فهي مستهلكين من المواد الفاصل. بسبب هذا المنخفض، تسمى مراقبة الجودة المحولات. إذا KK \u003d 1، فإن كمية المواد القسمة في المنطقة النشطة لا تتغير أثناء تشغيل المفاعل. يمكن تحقيق معامل الاستنساخ 1.15-7-1.30 إلا في مضاعفات سريعة باستخدام وقود U-PU. في مثل هذه المفاعلات مع U-PU، وقود أكسيد، مع الصلب كمواد هيكلية ومبرد الصوديوم، تصل إلى KV \u003d 1.15 ^ -1.30 مع متوسط \u200b\u200bقيمة عدد النيوترونات الثانوية tJ "2.4. حصة الانقسامات الانشطار النيوترونية، أي إسهام الاستنساخ النيوغليدات في العملية العامة للانقسام، من أجل مفاعل الحرارة 0.014-0.03. في المنطقة النشطة من Bridera السريع، يمكن أن تصل حصة أسرع النيوترونات إلى 0.15 قيما.

ميزة المفاعلات السريعة هي القدرة على تنظيمها في استنساخ الوقود النووي الموسع، I.E. في الوقت نفسه مع إنتاج الطاقة لإنتاج واحدة جديدة بدلا من الوقود النووي المحترق. في Brdeks من نفس الكمية من اليورانيوم، من الممكن الحصول على 6 مرات طاقة أكثر من المفاعلات النيوترونية الحرارية التقليدية. يتيح لك المفاعل على النيوترونات بسرعة استخدام نظائر الوقود من العناصر الثقيلة غير القابلة للقسمة على المفاعلات النيوترونية الحرارية. في دورة الوقود، يمكن مشاركة احتياطيات 2 S في دورة الوقود من 8 و 2 درجة مئوية، والتي في الطبيعة أكبر بكثير من 35U. قد يتم حرقها واستنفذ اليورانيوم، الذي ظل بعد إثراء الوقود النووي 2 ZZI.

أثناء تشغيل المفاعل السريع، يوجد فصل مكثف من النيوترونات، التي يتم امتصاصها بواسطة طبقة 2 من 8، وتقع حول المنطقة النشطة. متوسط \u200b\u200bعمق الإرشاد من الوقود اللوحات اليورانية في مفاعل سريع هو 1004-150 MVTSET / KG، I.E. إنه أعلى 2.54-3 مرات من المفاعلات على النيوترونات الحرارية. لتحقيق هذا عمق الإرهاق، مطلوب مقاومة عالية للإشعاع للطواسيين، واستقرار المعلمات الهندسية، والحفاظ على ضيق وبلاستيك قذائف الوقود، توافقها مع منتجات الانشطار، ومقاومة تعرض التآكل إلى المبرد، إلخ وفقا لمبادئها الفيزيائية، فإن مفاعلات تبريد السائل السريعة لديها أكبر إمكانات للسلامة المتأصلة داخليا.

المفاعلات السريعة عمليا لا تحتوي على قيود على موارد الوقود. يمكن أيضا منح مزايا المفاعلات السريعة درجة أكبر من الإرهاق الوقود (أي فترة أكبر من الحملة)، وعيوب - تكلفة عالية، بسبب استحالة استخدام أبسط مبرد - الماء، التعقيد الهيكلية، عالية تكاليف رأس المال والتكلفة العالية للوقود المخصب للغاية.

تبديد الحرارة من المفاعل على النيوترونات بسرعة هو أعلى 104-15 مرة من تبديد الحرارة للمفاعلات على النيوترونات البطيئة. يمكن تنفيذ مستوى الحرارة في مثل هذا المفاعل فقط بمساعدة مبردات معدنية سائلة، مثل مبردات الغاز الصوديوم أو البوتاسيوم أو مكثف الطاقة مع هيلا، "بواسطة الخصائص الحرارية والفيزيائية الحرارية، مثل الهيليوم والغازات المنفصلة.

ميزة الصوديوم كمبرد مقارنة بالمعادن السائلة اليومية: نقطة الانصهار المنخفضة (7 ^ \u003d 98 درجة)، وضغط البخار المنخفض، ونقطة الغليان العالية، الموصلية الحرارية الممتازة، اللزوجة المنخفضة، ووزن منخفض، واستقرار الإشعاع الحراري، وتأثير التآكل الحراري فيما يتعلق بالمواد الهيكلية، المواد المعقولة والرخيصة، تكاليف الطاقة المعتدلة على ضخها (بسبب الوزن الخفيف واللزوجة المنخفضة). يتفاعل الصوديوم مع آثار الأكسجين والمياه الواردة في البيئة، مع تكوين هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين، وبالتالي حماية مكونات المفاعل الأخرى من التآكل. خفيفة الوزن (الكثافة المنخفضة) الصوديوم يحسن مقاومة الزلازل. عند العمل مع SOLTIA، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن نقاء الصوديوم مرتفع: في بعض الأحيان 99.95 مطلوب %.

الصوديوم عنصر كيميائي نشط للغاية. يحترق في الهواء وفي جو من العوامل المؤكسدة الأخرى. يمكن أن يتفاعل الصوديوم الساخن على اتصال مع الخرسانة مع مكونات الهيدروجين الخرساني وتسليط الضوء عليه، والذي بدوره متفجر. تفاعلات الصوديوم مع المواد المائية والمواد العضوية المصحوبة بالاشتعال ممكنة. تنشيط المنتج من النيوترون الصوديوم 2TJ / 2 \u003d 14.96 ساعة).

نظرا لتوليد الحرارة العالي واستبعاد اتصال الصوديوم المشع بالماء مع انتهاكات محتملة لوضع التبادل الحراري العادي، يتم اختيار مخطط عملية المفاعل ثلاثي الفنلندية: في الدوائر الأولى والثانية، يستخدم الصوديوم ك سائل التبريد، في المياه الثالثة والبخار. يتم تبريد الصوديوم في الدائرة الأولى في المبادلات الحرارية المتوسطة مع الصوديوم من الدائرة الثانية. في الدائرة الوسيطة مع سائل تبريد الصوديوم، يتم إنشاء ضغط أعلى من أول من يمنع تسرب المبرد المشع من الدائرة الأولى من خلال العيوب المحتملة في مبادل حراري. في مولدات البخار الدائرة الثانية، يكون الصوديوم حرارة في المحيط الثالث، حيث يتم إنتاج أزواج الضغط العالي، والتي يتم إرسالها إلى التوربينات المتصلة بالمولدات الكهربائية. من التوربينات، قوائم البخار في المكثف. من أجل تجنب تسرب الإشعاع بمحدمات المبرد ومولد البخار، فإنهم يعملون على دورات مغلقة.

استخدم كوسيلة مبرد من الرصاص المنصهر الكيميائي (أو P / BI-EUTCTI) يتيح لك التخلي عن مخطط الحماية الثلاثة لإزالة الحرارة والذهاب إلى مخطط الدائرة. لدى المفاعل بمثل هذا المبرد أمن طبيعي: حتى في حالة الوعاء بضغط دائرة الرصاص والاتصال الفوري مع الجو، لن تتطلب انبعاثات السمية والنشاط الإشعاعي إجلاء السكان وإقليم الأراضي.

في المنطقة النشطة من المفاعل حول النيوترونات السريعة، هناك وقود ثنائي 35U ثنائية (15٪ على الأقل من ISOTOPE 2 35U). المنطقة النشطة محاطة بمنطقة الاستنساخ - بطانية تتكون من خطوط الوقود التي تحتوي على مواد خام الوقود (اليورانيوم المستنفد). يتم التقاط النيوترونات التي تغادر من المنطقة النشطة في منطقة الاستنساخ من نوى اليورانيوم، ونتيجة لذلك، يتم تشكيل الوقود النووي للوقود الجديد - 2 39IS، والتي يمكن طرحها إلى جودة الأسلحة مع عمليات بسيطة.

تين. 7.

تم إنشاء مفاعلات سريعة النيوترون لإنتاج بلوتونيوم الأسلحة. الآن وجدوا استخدام الطاقة في مجال الطاقة، على وجه الخصوص، لضمان الاستنساخ الموسع للبلوتونيوم الفاصل 2 Z9RI من 2 S 8 ومن أجل حرق كل شيء أو جزء كبير من اليورانيوم الطبيعي، وكذلك الاحتياطيات الحالية من اليورانيوم المنضب. مع تطوير مفاعلات الطاقة حول النيوترونات السريعة، يمكن حل مهمة الطاقة النووية المستدامة ذاتيا في الوقود. جذب المفاعلات السريعة الانتباه كجهاز لحرق الأكبرينيدات (في المقام الأول من البلوتونيوم الأسلحة والمفاعل) وإعادة تدوير النفايات، والتي تتيح لحل مشكلة نشر نويويدات الأسلحة ومشكلة التعامل الآمن للنفايات المشعة. يمكن أن يكون إدخال مفاعلات حول النيوترونات السريعة للطاقة 6-1 لزيادة كفاءة استخدام اليورانيوم.

في روسيا، تعمل BN-BOO في Beloyarsk NPP - مفاعل Corpus -Rasmment مع تخطيط متكامل للمعدات على النيوترونات السريعة.

تخطيط intsgradal. - مخطط المفاعل الذي يتم فيه تركيب جميع عناصر نظام التبريد الأساسي في نفس الحجم مع المفاعل.

الرسم البياني الحراري للكتلة هو ثلاثة أمعاء: في الدوائر الأولى والثانية، فإن المبرد هو الصوديوم، في المياه الثالثة والبخار. يتم تبديد الحرارة للحرارة من المنطقة النشطة من قبل ثلاث حلقات تداول مستقلة، كل منها يتكون من مضخة تداول رئيسية 1 من الدائرة، مبادلات حرارية متوسطة، مضخة الدوامة الرئيسية 2 من الدائرة ذات سعة مخزنة في المدخل ومع خزان إعادة ضبط الطوارئ، مولد البخار، توربينات التكثيف مع نظام الحرارة القياسية والمولد. سائل التبريد - الصوديوم.

مفاعل الطاقة الكهربائية بو ميغاواط، الحرارية - 1470 ميجاوات. درجة حرارة المبرد عند مدخل المفاعل هو 370 0، وفي الإخراج - 550 درجة، ضغط البخار 14.2 ميجا باسكال، درجة حرارة الزوج 505 0.

يتم إنشاء مفاعل BN-BOO مع تخطيط "متكامل" للمعدات، حيث يتم وضع المنطقة النشطة والمعدات في الدائرة الأولى (مضخات الدورة الدموية الرئيسية (مضخات الدورة الدموية الرئيسية والتبادير الحرارية المتوسطة) في غلاف المفاعل. يتم ملء الأموال على طول المنطقة النشطة للبطانات من أكسيد اليورانيوم المخصب (أو مخاليط أكسيد الأكسيد اليورانيوم وأكسيد البلوتونيوم)، وتقع الشاشات النهائية من قوالب أكسيد أكسيد فحم حجري أدناه وتحت المنطقة النشطة. يمتلئ Twiers من مناطق التكاثر مع قوالب من اليورانيوم المنضب. تمتلئ تجاويف الغاز فوق مستوى الصوديوم في المفاعل مع الأرجون.

تين. 8. BN-BOO تصميم مفاعل: 1 - الألغام؛ 2 - الجسم؛ H هي مضخة الدورة الدموية الرئيسية من المحيط الأول؛ 4 - مضخة محرك كهربائي؛ 5 - قابس دوار كبير؛ 6 - حماية الإشعاع؛ 7 - مبادل حراري الصوديوم الصوديوم؛ 8 - عمود دوارة مركزي مع آليات سوسك؛ 9 - منطقة نشطة.

الميزة الرئيسية لاستخدام الوقود البلوتونيوم اليورانيوم في BN هي أنه في منطقته النشطة، فإن عملية تقسيم النوى من النيوترونات السريعة مصحوبة بإنتاجية كبيرة (بحلول 20- ^ 27٪) من النيوترونات الثانوية مما كانت عليه النيوترون الحراري المفاعلات. وهذا يخلق الفرضية الرئيسية للحصول على قيمة عالية لمعامل الاستنساخ وتوفر استنساخ متقدم للوقود النووي في مفاعلات متعددة اللاعبين.

حاليا، تم تصميم مفاعل BN-8O-8O-MV على Beloyarsk NPP، وهو مصمم لتوسيع قاعدة الوقود بشكل كبير من الطاقة الذرية وتقليل النفايات المشعة بسبب تنظيم Yatz مغلق.

المفاعلات النووية على النيوترونات السريعة

أعطى أول محطة للطاقة النووية في العالم (NPP)، المبنية في مدينة أوبننس بالقرب من موسكو، حالية في يونيو 1954. كانت سلطتها متواضعة جدا - 5 ميجاوات. ومع ذلك، لعبت دور التثبيت التجريبي، حيث تم تجميع الخبرة من خلال تشغيل محطات الطاقة النووية الكبيرة في المستقبل. لأول مرة، إمكانية إنتاج الطاقة الكهربائية بناء على تقسيم نوى اليورانيوم، وليس بسبب حرق الوقود العضوي وليس بسبب الطاقة الهيدروليكية.

يستخدم NPP نواة العناصر الثقيلة - اليورانيوم والبلوتونيوم. عند تقسيم النواة، يتم تمييز الطاقة - إنها و "تعمل" في محطات الطاقة النووية. ولكن فقط النوى التي لديها كتلة معينة من النوى isotoped يمكن استخدامها. تحتوي النواة الذرية النظريات على نفس عدد البروتونات ومختلف النيوترونات، وهذا هو السبب في أن نور النظائر المختلفة لنفس العنصر لها كتلة مختلفة. يورانيوم، على سبيل المثال، 15 نظائر، ولكن يورانيوم فقط - 235 يشارك في ردود الفعل النووية.

عائدات تفاعل الانشطار كما يلي. تتفكك اليورانيوم الأساسية تلقائيا في العديد من الشظايا؛ من بينها جزيئات الطاقة العالية - النيوترونات. في المتوسط، يمثل كل 10 تحشيم 25 نيوترونات. تقع في نواة الذرات المجاورة وكسرها وإطلاق النيوترونات وكمية هائلة من الحرارة. عند تقسيم غرام اليورانيوم، يتم إصدار نفس الحرارة باعتبارها احتراق ثلاثة أطنان من الفحم الحجري.

المساحة في المفاعل الذي يسمى الوقود النووي منطقة نشطة. فيما يلي تقسيم نوى اليورانيوم الذرية ويتميز الطاقة الحرارية. من أجل حماية موظفي الخدمة من الإشعاع الضار المصاحب لتفاعل السلسلة، فإن جدران المفاعل مصنوعة سميكة بما فيه الكفاية. يتم التحكم في سرعة التفاعل النووي السلسلة من خلال تنظيم قضبان من النيوترونات الممتصة بالمادة (في أغلب الأحيان هي البورون أو الكادميوم). يتم تخفيض القضبان الأعمق إلى المنطقة النشطة، كلما زاد عدد النيوترونات التي يمتصونها، فإن النيوترونات الأقل تشارك في التفاعل ويتم تقليل الحرارة. على العكس من ذلك، عند تنظيم قضبان من المنطقة النشطة، يتم تقسيم عدد النيوترونات المشاركين في رد الفعل، وهو عدد متزايد من ذرات اليورانيوم، تحرير الطاقة الحرارية المخفية فيها.

في حالة حدوث ارتفاع درجة حرارة المنطقة النشطة، يتم توفير إيقاف الطوارئ للمفاعل النووي. تسقط قضبان الطوارئ بسرعة في المنطقة النشطة، يتم امتصاص النيوترونات بشكل مكثف، تفاعل السلسلة يبطئ أو يتوقف.

تتم إزالة الحرارة من المفاعل النووي باستخدام سائل سائل أو غازي، يتم ضخه من خلال المنطقة النشطة. قد يكون المبرد بالمياه أو المواد الصوديوم المعدنية أو الغازية. يأخذ الحرارة من الوقود النووي ونقلها إلى المبادل الحراري. يسمى هذا النظام المغلق مع سائل التبريد أول محيط. في المبادل الحراري، تسخن حرارة الدائرة الأولى مياه الدائرة الثانية للغليان. يتم إرسال الأزواج المشكلة إلى التوربينات أو تستخدم لتسخين المباني الصناعية والسكنية.

قبل الكارثة في NPPS في تشيرنوبيل، قال علماء السوفياتيون بثقة أنه في السنوات القادمة سيتم استخدام نوعين رئيسيين من المفاعلات على نطاق واسع في الطاقة النووية. أحدهم، VVER - مفاعل ماء المياه، والآخر - RBMK - مفاعل عالية الطاقة، والقناة. ينتمي كلا النوعين إلى المفاعلات على النيوترونات البطيئة (الحرارية).

في مفاعل ماء المياه، يتم إرفاق المنطقة النشطة في أسطوانة حافظة فيلة قطرية 4 و 15 مترا مع جدران سميكة وغطاء ضخم. داخل السكن، يصل الضغط 160 أجواء. الناقل الحراري، اختيار الحرارة في منطقة التفاعل، هو الماء، الذي يتم ضخه بواسطة المضخات. نفس المياه بمثابة مثبطات نيوتروني. في مولد البخار، يتم تسخينه ويتحول إلى أزواج من مياه الدوائر الثانية. يدخل الزوجان التوربين وتدويره. والمعالم الأولى والثانية مغلقة.

مرة واحدة كل ستة أشهر، يتم استبدال الوقود النووي المحترق في طازجة، والتي يحتاج المفاعل إلى التوقف والبرد. في روسيا، توظف هذا المخطط نوفوفورونج وكولا وغيرها من NPPS.

في RBMK، يخدم المشرف الجرافيت، والناقل الحراري هو الماء. يتم الحصول على Steam for turbine مباشرة في المفاعل والعودة إلى هناك بعد الاستخدام في التوربينات. يمكن استبدال الوقود في المفاعل تدريجيا، دون توقف وعدم التمييز عليه.

أول Obninskaya NPP في العالم ينتمي إلى هذا النوع. نفس المخطط بنيت Leningrad، Chernobyl، Kursk، Smolensk محطات الطاقة العالية.

واحدة من المشاكل الخطيرة ل NPP هي التخلص من النفايات النووية. في فرنسا، على سبيل المثال، يشارك هذا في شركة كبيرة "كوزيما". يتم إرسال الوقود المحتوي على اليورانيوم والبلوتونيوم، بعناية كبيرة، في حاويات النقل الخاصة - المحكم والمبرد - للمعالجة، والنفايات على الأعماق والتخلص منها.

"لقد أظهرنا بعض مراحل إعادة تدوير الوقود التي تم إحضارها من NPP بأكبر حذر - يكتب في مجلة" العلوم والحياة "I. Lagovsky. - آلات التفريغ، غرفة التفريغ. يمكنك أن تنظر في ذلك من خلال النافذة. سمك الزجاج في النافذة هو 1 متر 20 سنتيمتر. في نافذة المناور. نقاء غير قابل للتغيير حولها. وزرة بيضاء. ضوء ناعم، أشجار النخيل الاصطناعية والورود. الدفيئة مع النباتات الحقيقية للراحة بعد العمل في المنطقة. خزائن مع معدات التحكم في الوكالة الدولية للطاقة الذرية للوكالة الدولية للطاقة الذرية. قاعة المشغل هي نصف دلالة مع شاشات العرض، - من هنا يتم التحكم فيها عن طريق التفريغ والقطع والانحلال والمخلفات. جميع العمليات، تنعكس جميع حركات الحاوية باستمرار على الشاشات من المشغلين. القاعات نفسها مع مواد عالية النشاط ليست بعيدة جدا، على الجانب الآخر من الشارع.

النفايات المزججة صغيرة الحجم. يتم الانتهاء من حاويات الصلب وتخزينها في الألغام ذات التهوية حتى يكون الدفن النهائي محظوظا ...

الحاويات نفسها هي عمل فن الهندسة، والغرض منها هو بناء شيء من المستحيل تدميره. تم السماح لمنصات السكك الحديدية المحملة بالحاويات بالنجاح، الموسومة في المسار الكامل للقطارات القادمة، وقد تم ترتيب الحوادث الأخرى التي يمكن تصورها وغير لا يمكن تصورها أثناء النقل - تم الاحتفاظ بالحاويات جميعها ".

بعد كارثة تشيرنوبيل 1986، بدأ العلماء يشككون في سلامة تشغيل محطات الطاقة النووية، وخاصة مفاعلات نوع RBMK. إن نوع VVER في هذا الصدد هو أكثر رفاهية: الحادث في محطة محطة أمريكية تريميل في عام 1979، حيث ذابت المنطقة النشطة للمفاعل جزئيا، لم تتجاوز النشاط الإشعاعي السكن. لصالح VVER، هناك عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها طويلا لمحطات الطاقة النووية اليابانية.

ومع ذلك، هناك اتجاه آخر، وفقا للعلماء، قادرة على توفير الإنسانية مع الدفء والضوء على أقرب الألفية. في اعتبارك أن هناك مفاعلات حول النيوترونات السريعة، أو المفاعلات - المضاعفات. يستخدمون اليورانيوم -288، ولكن للحصول على الطاقة، ولكن الوقود. هذا النظير يمتص جيدا النيوترونات بسرعة ويتحول إلى عنصر آخر - Plutonium-239. مفاعلات سريعة النيوترون هي مدمجة للغاية: لا يحتاجون إلى مشرف، ولا الممتص - دور اليورانيوم - 238 يلعبه دورهم. يطلق عليهم المفاعلات - المضاعفات، أو BrDes (من الكلمة الإنجليزية "تولد" - لمضاعفة). يتيح استنساخ الوقود النووي عشرات المرات استخدام اليورانيوم، وبالتالي فإن المفاعلات حول النيوترونات سريعة تعتبر واحدة من الاتجاهات الواعدة للطاقة الذرية.

في مفاعلات هذا النوع، باستثناء الحرارة، يتم تطوير الوقود النووي الثانوي، الذي يمكن استخدامه في المستقبل،. هنا، لا في الدوائر الأولى ولا في الدوائر الثانية لا يوجد ضغط عال. سائل سائل - الصوديوم السائل. تنتشر في الحلقة الأولى، مع ارتفاع درجات الحرارة ونقل الصوديوم الحراري للدائرة الثانية، والآخر، بدوره، تسخن الماء في موصل البخار، وتحولها إلى أزواج. يتم عزل المبادلات الحرارية عن المفاعل.

تم منح أحد هذه المحطات الواعدة باسم مونز - تم بناؤه في منطقة شيراك على ساحل البحر الياباني في منطقة المنتجع بأربع مائة كيلومترا إلى الغرب من العاصمة.

"بالنسبة لليابان"، يقول رئيس المؤسسة النووية Kansai K. Tanyuchi، استخدام مفاعلات المضاعفات تعني القدرة على تقليل الاعتماد على اليورانيوم الطبيعي المستوردة من خلال الاستخدام المتكرر للبلوتونيوم. لذلك، رغبتنا في تطوير وتحسين "المفاعلات السريعة"، وتحقيق مستوى تقني قادر على تحمل المنافسة مع NPPs الحديثة فيما يتعلق بالكفاءة والأمن.

يجب أن يكون تطوير مفاعلات جهاز الإسقاط هو برنامج توليد الكهرباء الرئيسي في المستقبل القريب ".

بناء مفاعل مونبي - المرحلة الثانية بالفعل من تطوير المفاعلات حول النيوترونات السريعة في اليابان. الأول كان تصميم وبناء مفاعل Joyo التجريبي (الذي يعني باللغة اليابانية "الضوء الأبدية") بسعة 50-100 ميجاوات، والتي بدأت تعمل في عام 1978. درس سلوك الوقود، المواد الهيكلية الجديدة، العقد.

تم إطلاق المشروع في عام 1968. في أكتوبر 1985، بدأت المحطة في بناء محطة - ريت كوتلوفان. في عملية إتقان الموقع 2 مليون 300 ألف متر مكعب من التربة الصخرية، تم إسقاطها في البحر. قوة المفاعل الحراري هي 714 ميجاوات. الوقود هو مزيج من أكاسيد البلوتونيوم واليورانيوم. في المنطقة النشطة من 19 قضبان من 19 قضبان، 198 كتل الوقود، في كل منها 169 قضبان الوقود (عناصر الوقود - الوقود) بقطر 6.5 ملليمتر. إنها محاطة بوقود شعاعي استنساخ الوقود (172 قطعة) وكتل شاشات النيوترونية (316 قطعة).

يتم تجميع المفاعل بأكمله ك Matryoshka، فقط لتفكيك أنه لم يعد ممكنا. الجزء الضخم من المفاعل، الفولاذ المقاوم للصدأ (قطر - 7.1 متر، الارتفاع هو 17.8 متر)، وضعت في غلاف واقي إذا تم كسر الصوديوم في الحادث.

"تصاميم الصلب من غرفة المفاعل، - تقارير في مجلة" العلوم والحياة "و Lagovsky، - كتل الحائط - كحماية مليئة بالخرسانة. تحيط أنظمة تبريد الصوديوم الأساسية مع جسم المفاعل غمد مضاد للطوارئ مع تقييد - قطرها الداخلي البالغ 49.5 متر، وكان الارتفاع 79.4 متر. يقع الجزء السفلي من القطع Ellipsoidal من هذه المصارعة على وسادة ملموسة صلبة مع ارتفاع 13.5 متر. تحيط القذيفة فجوة حلقة طفيفة عام واحد، ثم يتم اتباع الطبقة السميكة (1-1.8 متر) من الخرسانة المسلحة. محمية قبة القذيفة أيضا بطبقة من الخرسانة المسلحة بسماكة 0.5 متر.

بعد قذيفة مضادة للطوارئ، يتم ترتيب مساكن واقية أخرى - مساعدة - 100 متر، تلبية متطلبات البناء المضاد للأشعة. ما ليس سكان المرافقة؟

في الهيئة المساعدة من المفاعل، فإن أنظمة تبريد الصوديوم الثانوية، أنظمة البخار، أجهزة تحميل الوقود وتفريغها، خزان لتخزين الوقود المستهلك. في بعض الغرف، يوجد مولدات ديزل في الهواء الطلق والتوعية.

يتم احتساب قوة شل المضادة للطوارئ على حد سواء لضغف 0.5 جو وعلى فراغ في الغلاف الجوي 0.05. يمكن تشكيل فراغ عند حرق الأكسجين في فجوة الدائري، إذا تم كسر الصوديوم السائل. جميع الأسطح الخرسانية التي يمكن أن تتوافق مع الصوديوم المسكوب، تصطف تماما بأوراق الصلب، سميكة للغاية من أجل تحمل الضغوط الحرارية. لذلك حمايتهم في حالة أنه قد لا يحدث على الإطلاق، حيث يجب أن يكون هناك ضمان وخطوط أنابيب، وجميع أنحاء التثبيت الذري.

من كتاب غير معروف، مرفوض أو مخفي مؤلف تساريفا إيرينا بوريسوفنا

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبيرة (AP) BSE.

من كتاب الموسوعة الكبيرة السوفيتية (RE) المؤلف BSE.

من كتاب الموسوعة الكبير السوفيتي (السم BSE.

الذخيرة النووية الذخيرة النووية، أجزاء قتالية من الصواريخ، الطوربيد، القنابل الطيران (العميق)، طلقات المدفعية، فوغسات مع تهم نووية. مصممة لهزيمة لأغراض مختلفة وتدمير التحصينات والهياكل وغيرها من المهام. العمل I. ب. قائم على

من كتاب الموسوعات من الكتاب للكلمات المجنحة والتعبيرات مؤلف سيروف فاديم فاسيليفيتش

من كتاب كتابة المحطات الفرعية الكهربائية وأجهزة التوزيع المؤلف Krasnik v. v.

من كتاب 100 من أسرار الشرق الكبرى [مع الرسوم التوضيحية] مؤلف Nepomnya Nikolai Nikolaevich.

من كتاب موسوعة كبيرة من التعليب مؤلف Semikova nadezhda aleksandrovna.

من كتاب موسوعة كبيرة من التكنولوجيا مؤلف المؤلف الجماعي

من كتاب الأكثر مبيعا للحصول على مليون. كيفية الكتابة ونشر وتعزيز الأكثر مبيعا مؤلف ماسلينيكوف روماني ميخائيلوفيتش

هل يمكن لنا أفلاطيتنا / وذكائنا السريعة / الأرض الروسية تتجه من غريب "ليوم عدن الإمبراطورة إليزابيث" (1747) ميخائيل فاسيليفيتش لومونوسوف (1711 - 1765). "Neton" - النطق القديم باسم الفيزياء الإنجليزية و الرياضيات إسحاق

من كتاب المؤلف

ما الذي يمكنه امتلاك أفلاطية / والذكاء السريع / الأرض الروسية فازت من "الغريب ليوم عدن إلى العرش الروسي من كلها جلالة بتروفنا بتروفنا 1747" ميخائيل فاسيليفيتش لومونوسوف (1711 - 1765). "نتون" -

من كتاب المؤلف

2.6. الأساس محول محول. مفاعلات مغرية لتعويض التيارات بالسعة الشبكات الكهربائية البالغة 35 كيلو فولت وأقل العمل مع لف محايد محايد معزولة من المحولات أو التأريض من خلال المفاعلات المرهقة و 110 كيلو فولت شبكات وأعلى - مع فعالة

من كتاب المؤلف

المفاعلات المواد الكيميائية الكيميائية - الأجهزة التي توفر التفاعلات الكيميائية. إنها تختلف في التصميم، وظروف رد الفعل، ولايات المواد التي تتفاعل في المفاعل (تركيزها، ضغطها، درجات الحرارة). يعتمد على

من كتاب المؤلف

ثلاثة أقسام لأسرع هذا الكتاب صغير، لذلك تصور على وجه التحديد. مثل ركلة سحرية! قراءة - القيام به - حصلت على النتيجة. الآن سيكون هناك ثلاثة أقسام أكثر نشاطا. إذا انتزاع بسرعة، فستكون ما يكفي من هذه الصفحات الخمسة لجعل

لطالما دفعت الطاقة الذرية اهتماما متزايدا بسبب احتمالاتها. في العالم حوالي عشرين في المئة من الكهرباء، يتلقون المفاعلات الذرية، وفي البلدان المتقدمة، هذا المؤشر لمنتج الطاقة النووية أعلى - أكثر من ثلث جميع الكهرباء. ومع ذلك، فإن النوع الرئيسي من المفاعلات لا تزال حرارية، اكتب lwr و vver. يعتقد العلماء أن إحدى المشكلات الرئيسية لهذه المفاعلات سوف تكون في المستقبل القريب، سيكون هناك نقص في الوقود الطبيعي واليورانيوم، Isotope 238 ضروري لإجراء استجابة لانشطار سلسلة. بناء على استنفاد الموارد المحتملة لموارد هذه المواد الوقود الطبيعية للمفاعلات الحرارية، يتم فرض القيود على تطوير الطاقة الذرية. يعتبر استخدام المفاعلات النووية باستخدام النيوترونات السريعة أكثر واعدة، حيث يمكن استنساخ الوقود.

تنمية القصة

استنادا إلى برنامج وزارة الصناعة الذرية للاتحاد الروسي في بداية القرن، تم تسليم مهام الخلق وضمان العمل الآمن لمجمعات الطاقة النووية، وقد تم تسليم محطات الطاقة النووية من النوع الجديد. كانت إحدى هذه الأشياء هي محطة بلوارسك للطاقة النووية، التي تقع على بعد 50 كيلومترا بالقرب من سفيردلوفسك (إيكاترينبرج)، تم اتخاذ قرار بشأن خلقها في عام 1957، وفي عام 1964 تم إطلاق المجموعة الأولى.

في كتلها، عملت المفاعلات النووية الحرارية، التي استنفدت 80-90 سنة من القرن الماضي مواردها. في الكتلة الثالثة لأول مرة في العالم، تم اختبار المفاعل على النيوترون السريع السريع BN-600. خلال عمله، تم الحصول على النتائج التي خطط لها المطورين. كانت سلامة العملية أيضا في الارتفاع. خلال فترة المشروع، انتهت في عام 2010، لم تكن هناك اضطرابات خطيرة وانحرافات. تنتهي المدة النهائية لعمله بحلول عام 2025. بالفعل الآن يمكننا أن نقول أن المفاعلات النووية على النيوترونات السريعة، والتي تشمل BN-600 وخلفها، BN-800، لديها مستقبل كبير.

تشغيل BN-800 جديد

العلماء في Okbm لهم. أعد إفريقي من Gorky (Nizhny Novgorod الحالي) مشروع وحدة الطاقة الرابعة من Beloyarsk NPP مرة أخرى في عام 1983. فيما يتعلق بالحادث في تشيرنوبيل في عام 1987 وإدخال معايير أمنية جديدة في عام 1993، تم إيقاف العمل وإعادة تأجيل الإطلاق إلى أجل غير مسمى. في عام 1997 فقط، بعد تلقي ترخيص لبناء كتلة رقم 4 مع مفاعل BN-800 بسعة 880 ميجاوات من محطة الدولة، استأنفت العملية.

في 25 ديسمبر 2013، بدأ ارتفاع درجة حرارة المفاعل في مزيد من دخول المبرد. في يونيو، في الرابع عشر، كما هو مخطط لها وفقا للخطة، كان هناك خروج كبير كافية لتنفيذ رد فعل السلسلة الدنيا. مزيد من التعامل. إن وقود MOX يتكون من أكاسيد تقسيم اليورانيوم والبلوتونيوم، على غرار استخدامه في وحدة الطاقة رقم 3، ولم يكن جاهزا. كان هو الذي أراد استخدام المطورين في مفاعل جديد. اضطررت إلى الجمع بين خيارات جديدة. نتيجة لذلك، عدم تحويل بداية وحدة الطاقة، قرروا تطبيق وقود اليورانيوم في جزء التجميع. تم إطلاق مفاعل BN-800 النووي وحظر رقم 4 في 10 ديسمبر 2015.

وصف العملية

أثناء التشغيل في مفاعل النيوترون السريع، يحدث التكوين بسبب تفاعل التقسيم، العناصر الثانوية، والتي، التي، مع عملية امتصاص اليورانيوم، تشكل مادة نووية من البلوتونيوم 239 التي تم إنشاؤها حديثا، قادرة على مواصلة عملية مزيد من الانقسام. تتمثل الميزة الرئيسية لهذا التفاعل في الحصول على النيوترونات البلوتونيوم، والتي تستخدم كوقود لمفاعلات الطاقة النووية. وجودها يقلل من إنتاج اليورانيوم، والاحتياطيات منها محدودة. من كيلوغرام من اليورانيوم 235، يمكنك الحصول على كيلوجرام أكثر قليلا من البلوتونيوم -299، وبالتالي توفير استنساخ الوقود.

ونتيجة لذلك، فإن إنتاج الطاقة في وحدات الطاقة النووية مع أصغر نفقات اليورانيوم النادر وعدم وجود قيود على الإنتاج سيزيد من مئات المرات. تشير التقديرات إلى أنه في هذه الحالة احتياطيات اليورانيوم كافية للإنسانية لعدة عشرات القرون. الخيار الأمثل في الطاقة الذرية للحفاظ على الرصيد في الحد الأدنى من استهلاك اليورانيوم سيكون نسبة 4 إلى 1، حيث سيتم استخدام وظيفة تعمل على النيوترونات السريعة على أربعة مفاعلات حرارية.

BN-800 الأهداف

خلال حياة الخدمة في وحدة الطاقة رقم 4 من Beloyarsk NPP أمام المفاعل النووي، تم تسليم مهام معينة. يجب أن يعمل مفاعل BN-800 على وقود موكس. عقبة صغيرة حدثت في بداية العمل، لم تتغير خطط المبدعين. وفقا لمدير Beloyarsk NPP، ستنزف السيد سيدوروفا، الانتقال بالكامل إلى وقود موكس في عام 2019. إذا تم ذلك، فإن المفاعل النووي المحلي على النيوترونات السريعة سيكون أول عالم يعمل تماما مع هذا الوقود. يجب أن يكون نموذجا أوليا للمفاعلات سريعة مماثلة في المستقبل مع سائل التبريد المعدني السائل، وأكثر إنتاجية وآمنة. بناء على ذلك، يستند BN-800 إلى اختبار المعدات المبتكرة في ظروف العمل، والتحقق من صحة تطبيق التقنيات الجديدة التي تؤثر على موثوقية وكفاءة تشغيل وحدة الطاقة.

فئة \u003d "eliadunit"\u003e

التحقق من عمل نظام دورة الوقود الجديد.

اختبارات حرق النفايات المشعة مع عمر طويل.

التخلص المتراكم بكميات كبيرة، بلوتونيوم سلاح.

يجب أن تكون BN-800، بالإضافة إلى سلفها، BN-600، نقطة انطلاق لتراكم الخبرة التي لا تقدر بثمن في إنشاء وتشغيل مفاعلات سريعة للمطورين الروس.

فوائد مفاعل حول النيوترونات السريعة

يسمح استخدام الطاقة النووية BN-800 ومفاعلات هذه المفاعلات النووية

زيادة كبيرة في زيادة المصطلح في احتياطيات موارد اليورانيوم، والتي تزيد بشكل كبير من كمية الطاقة الناتجة بشكل كبير.

القدرة على تقليل حياة منتجات الانشطار المشعة إلى الحد الأدنى (من عدة آلاف من السنوات إلى ثلاثمائة).

زيادة سلامة محطات الطاقة النووية. يتيح لك استخدام المفاعل على النيوترونات السريعة مستوى ما يصل إلى مستوى أدنى من إمكانية ذوبان المنطقة النشطة، فإنه يسمح لك بزيادة مستوى الدفاع عن النفس بشكل كبير من الكائن، والقضاء على إصدار البلوتونيوم أثناء المعالجة. مفاعلات هذا النوع مع سائل التبريد الصوديوم لديه مستوى زيادة من السلامة.

في 17 أغسطس 2016، ذهبت وحدة الطاقة رقم 4 من Beloyarsk NPP إلى وضع التشغيل بنسبة 100٪. في النظام المتحد "Ural" منذ ديسمبر من العام الماضي، يتم دمج الطاقة المنتجة على مفاعل سريع.

فئة \u003d "eliadunit"\u003e