¿Cuál es la diferencia entre un reactor de agua limpia y un reactor de agua pesada? ¿Qué hacen los dos? ¿Cómo se construyó?
Los reactores nucleares que utilizan agua ligera como moderador y refrigerante se denominan reactores de agua ligera, incluidos los reactores de agua en ebullición y los reactores de agua a presión. El agua ligera, también conocida como agua ordinaria, se utiliza ampliamente como moderador y refrigerante en los reactores. En comparación con el agua pesada, el agua ligera tiene la ventaja de ser barata y su eficiencia de desaceleración también es muy alta. La característica del reactor de agua en ebullición es que el vapor de agua se envía directamente a la turbina sin pasar por el intercambiador de calor, evitando así la baja eficiencia térmica. El reactor de agua a presión utiliza alta presión para suprimir la ebullición y generalmente agrega de 100 a 160 atmósferas estándar; (atm) a agua ligera. ), de modo que el intercambiador de calor aísla completamente el sistema de enfriamiento primario (eliminando el calor generado por el núcleo) y el sistema de enfriamiento secundario (generando vapor enviado a la turbina).
Reactor de agua a presión Editar Esta sección del circuito primario de agua de refrigeración circula a través de la vasija del reactor a alta presión (15×10^6~16×10^6Pa. La temperatura del circuito primario alcanza aproximadamente 320). °C y permanece líquido en lugar de un reactor en ebullición. El reactor de agua a presión utiliza dióxido de uranio poco enriquecido como combustible y agua ligera pura nuclear purificada como refrigerante y moderador. El refrigerante del circuito primario transfiere el calor generado por el núcleo del reactor al agua del circuito secundario a través del generador de vapor y genera vapor para impulsar la turbina generadora para generar electricidad. La concentración de combustible del reactor de agua a presión es del 3% y está revestido con una aleación de circonio. Más de 200 elementos combustibles se ensamblan en un conjunto combustible de sección cuadrada y se instalan en el núcleo.
Editor de conceptos de reactor de agua pesada Este párrafo Un reactor nuclear que utiliza agua pesada, es decir, óxido de deuterio, como moderador se denomina reactor de agua pesada, o simplemente reactor de agua pesada. Casi todos los reactores actuales utilizan. neutrones térmicos, por lo que el moderador es Si el moderador, un componente indispensable del reactor, choca con neutrones para reducir el número de neutrones, no tendrá sentido. Por lo tanto, el agua pesada es un excelente moderador y es el moderador más utilizado junto con el grafito.
Un reactor de neutrones térmicos que utiliza agua pesada como moderador. Como refrigerantes se pueden utilizar agua pesada, agua corriente, dióxido de carbono y materia orgánica. El agua pesada tiene una pequeña sección transversal de absorción de neutrones térmicos, por lo que se puede utilizar combustible de uranio natural. La tasa de utilización del combustible de uranio es mayor que la de los reactores de agua ligera. El contenido de 235U del combustible quemado es sólo del 0,13% y no es necesario reprocesar el combustible gastado. Este tipo de reactor puede utilizarse como reactor de producción, reactor de potencia y reactor de investigación. La economía de neutrones en el reactor es buena y puede producir tritio y convertirse en un reactor de conversión avanzada. La pesada carga de agua en el reactor es grande y el costo del reactor es alto. Reactor nuclear y sus componentes Editar este párrafo Un reactor nuclear es un dispositivo que puede mantener y controlar la reacción en cadena de fisión nuclear para lograr la conversión de energía nuclear a energía térmica. El reactor nuclear es el corazón de una central nuclear, donde tiene lugar la reacción en cadena de la fisión nuclear.
En 1942, la Universidad de Chicago construyó el primer dispositivo de reacción en cadena autosostenible del mundo, iniciando una nueva era en la utilización de la energía nuclear.
El reactor está compuesto por núcleo, sistema de refrigeración, sistema de moderación, capa reflectante, sistema de control y protección, sistema de blindaje, sistema de monitorización de radiación, etc.
Combustible en el núcleo: El combustible del reactor no es carbón ni petróleo, sino material fisible. El único material fácilmente fisionable que se encuentra naturalmente en la naturaleza es el U-235, que contiene sólo el 0,711% del uranio natural. Los otros dos isótopos, el U-238 y el U-234, representan el 99,238% y el 0,0058% respectivamente. No es fácil de fisionar.
Además, existen dos materiales fisibles producidos por reactores o aceleradores, el U-233 y el Pu-239.
De estos materiales fisibles se transforman metales, aleaciones metálicas, óxidos, carburos, etc. como combustible para reactores.
Revestimiento de combustible: para evitar que se escapen los productos de fisión, el combustible general debe envolverse en un revestimiento. Los materiales del revestimiento incluyen aluminio, aleación de circonio y acero inoxidable.
Barras de control y barras de seguridad en sistemas de control y protección: Para controlar la velocidad de la reacción en cadena a un nivel predeterminado, las barras absorbentes deben estar hechas de materiales que absorban neutrones, llamadas barras de control y seguridad. varillas. La barra de control se utiliza para compensar el consumo de combustible y regular la velocidad de reacción; la barra de seguridad se utiliza para detener rápidamente la reacción en cadena. Los materiales absorbentes son generalmente boro, carburo de boro, cadmio, aleación de plata, indio y cadmio, etc.
Refrigerante en el sistema de refrigeración: para eliminar el calor de fisión, el reactor debe tener un refrigerante. Los refrigerantes más utilizados incluyen agua ligera, agua pesada, helio y sodio metálico líquido.
Moderador en el sistema moderador: dado que es más probable que los neutrones lentos provoquen la fisión del uranio-235, y los neutrones se fisionen en neutrones rápidos, algunos reactores deben colocar neutrones en el moderador. El material que ralentiza se llama. un moderador Generalmente, los moderadores incluyen agua, agua pesada, grafito, etc.
Capa reflectante: La capa reflectante se sitúa alrededor de la zona activa y puede ser agua pesada, agua ligera, berilio, grafito u otros materiales. Puede reflejar los neutrones que escapan del área activa y reducir la cantidad de fuga de neutrones.
Sistema de blindaje: Se establece una capa de blindaje alrededor del reactor para reducir las dosis de neutrones y gamma.
Sistema de monitorización de radiación: Este sistema puede monitorizar y detectar fugas radiactivas de forma temprana.