የሪአክተሩ አሠራር መርህ. ሁሉም ሰምቷል ግን ማንም አያውቅም። የኑክሌር (አቶሚክ) ሬአክተር እንዴት እንደሚሰራ

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ, የአሠራር መርህ, የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ሥራ.

በየቀኑ ኤሌክትሪክ እንጠቀማለን እና እንዴት እንደሚመረት እና እንዴት ወደ እኛ እንደመጣ አናስብም። ቢሆንም, የዘመናዊው ስልጣኔ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ክፍሎች አንዱ ነው. ኤሌክትሪክ ከሌለ ምንም ነገር አይኖርም - ብርሃን, ሙቀት, እንቅስቃሴ የለም.

ኑክሌርን ጨምሮ በኃይል ማመንጫዎች ላይ ኤሌክትሪክ እንደሚፈጠር ሁሉም ሰው ያውቃል. የእያንዳንዱ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ልብ ነው። የኑክሌር ኃይል ማመንጫ. በዚህ ርዕስ ውስጥ የምንነጋገረው ይህንኑ ነው።

የኑክሌር ኃይል ማመንጫሙቀት በሚለቀቅበት ጊዜ ቁጥጥር የሚደረግበት የኑክሌር ሰንሰለት ምላሽ የሚከሰትበት መሣሪያ። በመሠረቱ, እነዚህ መሳሪያዎች ኤሌክትሪክ ለማመንጨት እና ለትላልቅ መርከቦች እንደ መንዳት ያገለግላሉ. የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎችን ኃይል እና ቅልጥፍናን ለመገመት አንድ ምሳሌ ሊሰጥ ይችላል. አማካኝ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ 30 ኪሎ ግራም ዩራኒየም የሚያስፈልገው ከሆነ፣ አማካኝ የሙቀት ኃይል ማመንጫ 60 ፉርጎዎች የድንጋይ ከሰል ወይም 40 ታንኮች የነዳጅ ዘይት ያስፈልገዋል።

ፕሮቶታይፕ የኑክሌር ኃይል ማመንጫበታህሳስ 1942 በአሜሪካ ውስጥ በኢ.ፌርሚ መሪነት ተገንብቷል። እሱም "ቺካጎ ቁልል" ተብሎ የሚጠራው ነበር. ቺካጎ ቁልል (ከዚህ በኋላ ቃሉ“ክምር” ከሌሎች ትርጉሞች ጋር የኑክሌር ኃይል ማመንጫን ማመላከት ጀመረ)።ይህ ስም የተጠራለት አንድ ትልቅ የግራፋይት ብሎኮች በመምሰል አንዱ በሌላው ላይ ተዘርግቶ ስለነበር ነው።

በብሎኮች መካከል የተፈጥሮ ዩራኒየም እና ዳይኦክሳይድ ሉላዊ “የሚሠሩ አካላት” ተቀምጠዋል።

በዩኤስኤስአር ውስጥ የመጀመሪያው ሬአክተር የተገነባው በአካዳሚክ IV Kurchatov መሪነት ነው. የኤፍ-1 ሬአክተር በታህሳስ 25 ቀን 1946 ሥራ ላይ ውሏል። የማቀዝቀዣ ዘዴ አልነበረውም, ስለዚህ በጣም ዝቅተኛ የኃይል ደረጃዎች ላይ ይሠራ ነበር.

ምርምር ቀጠለ እና በሰኔ 27, 1954 በዓለም የመጀመሪያው 5MW አቅም ያለው የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ በኦብኒንስክ ከተማ ሥራ ተጀመረ።

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ሥራ መርህ.

የዩራኒየም ዩ 235 በሚበሰብስበት ጊዜ ሙቀት ይለቀቃል, ሁለት ወይም ሶስት ኒውትሮኖች ሲለቀቁ. በስታቲስቲክስ መሰረት - 2.5. እነዚህ ኒውትሮኖች ከሌሎች የዩራኒየም አተሞች U 235 ጋር ይጋጫሉ። በግጭት ውስጥ፣ ዩራኒየም ዩ 235 ወደ ያልተረጋጋ isotop U 236 ይቀየራል፣ እሱም ወዲያውኑ ወደ Kr 92 እና Ba 141 + እነዚህ ተመሳሳይ 2-3 ኒውትሮኖች ይበሰብሳል። መበስበስ በጋማ ጨረር እና በሙቀት መልክ ከኃይል መለቀቅ ጋር አብሮ ይመጣል።

ይህ ሰንሰለት ምላሽ ይባላል. አቶሞች ይከፋፈላሉ ፣ የመበስበስ ብዛት በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል ፣ ይህም በመጨረሻ ወደ መብረቅ-ፈጣን ይመራል ፣በእኛ ደረጃ ፣ ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል ይለቀቃል - ቁጥጥር ካልተደረገበት የሰንሰለት ምላሽ የተነሳ የአቶሚክ ፍንዳታ ይከሰታል።

ሆኖም ፣ በ የኑክሌር ኃይል ማመንጫጋር እየተገናኘን ነው። ቁጥጥር የሚደረግበት የኑክሌር ምላሽ.ይህ እንዴት ሊሆን እንደሚችል የበለጠ ተገልጿል.

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ መሳሪያ.

በአሁኑ ጊዜ ሁለት ዓይነት የኑክሌር ማመላለሻዎች VVER (የግፊት የውሃ ኃይል ማመንጫ) እና RBMK (ከፍተኛ የኃይል ማስተላለፊያ ቻናል) አሉ. ልዩነቱ RBMK የፈላ ውሃ ሬአክተር ሲሆን VVER ደግሞ በ120 ከባቢ አየር ግፊት ውስጥ ውሃ ይጠቀማል።

VVER 1000 ሬአክተር 1 - የሲፒኤስ ድራይቭ; 2 - የሬአክተር ሽፋን; 3 - ሬአክተር ዕቃ; 4 - የመከላከያ ቱቦዎች እገዳ (BZT); 5 - የእኔ; 6 - ኮር ባፍል; 7 - የነዳጅ ስብስቦች (ኤፍኤ) እና የመቆጣጠሪያ ዘንጎች;

እያንዳንዱ የኢንደስትሪ ዓይነት የኑክሌር ኃይል ማመንጫ (ቦይለር) የሚፈሰው ቦይለር ነው። እንደ አንድ ደንብ, ይህ ተራ ውሃ ነው (በአለም ውስጥ በግምት 75%), ፈሳሽ ግራፋይት (20%) እና ከባድ ውሃ (5%). ለሙከራ ዓላማዎች, ቤሪሊየም ጥቅም ላይ ይውላል እና ሃይድሮካርቦን ተወስዷል.

TVEL- (የነዳጅ ንጥረ ነገር)። እነዚህ ኒዮቢየም ቅይጥ ባለው የዚሪኮኒየም ዛጎል ውስጥ ያሉ ዘንጎች ናቸው፣ በውስጣቸው የዩራኒየም ዳይኦክሳይድ ታብሌቶች አሉ።

TVEL raktor RBMK. የ RBMK ሬአክተር የነዳጅ ንጥረ ነገር መሳሪያ: 1 - መሰኪያ; 2 - የዩራኒየም ዳይኦክሳይድ ጽላቶች; 3 - የዚሪኮኒየም ቅርፊት; 4 - ጸደይ; 5 - ቡሽ; 6 - ጠቃሚ ምክር.

ቲቪኤል በተጨማሪም የነዳጅ ቅንጣቶችን በተመሳሳይ ደረጃ ለመያዝ የፀደይ ስርዓትን ያካትታል, ይህም የነዳጅ ጥልቀትን ወደ ዋናው ውስጥ የመጥለቅ / የማስወገድን ጥልቀት በትክክል እንዲቆጣጠሩ ያስችልዎታል. እነሱ ወደ ባለ ስድስት ጎን ካሴቶች ይሰበሰባሉ, እያንዳንዳቸው በርካታ ደርዘን የነዳጅ ዘንግዎችን ይጨምራሉ. ማቀዝቀዣው በእያንዳንዱ ካሴት ውስጥ ባሉት ቻናሎች ውስጥ ይፈስሳል።

በካሴት ውስጥ ያሉት የነዳጅ ንጥረ ነገሮች በአረንጓዴ ተለይተዋል.

የነዳጅ ካሴት ስብሰባ.

የሬአክተር ኮር በመቶዎች የሚቆጠሩ ካሴቶች በአቀባዊ የተቀመጡ እና በብረት ቅርፊት የተዋሃዱ - አካል፣ እሱም የኒውትሮን አንጸባራቂ ሚና ይጫወታል። ከካሴቶቹ መካከል የመቆጣጠሪያው ዘንጎች እና የአደጋ መከላከያ ዘንጎች በመደበኛ ክፍተቶች ውስጥ ያስገባሉ, ይህም ከመጠን በላይ ማሞቅ, ሪአክተሩን ለመዝጋት ነው.

በ VVER-440 ሬአክተር ላይ ያለውን መረጃ እንደ ምሳሌ እንስጥ፡-

ተቆጣጣሪዎቹ በመስጠም ወደ ላይ እና ወደ ታች ሊንቀሳቀሱ ይችላሉ, ወይም በተቃራኒው, ምላሹ በጣም ኃይለኛ በሆነበት ዋናውን ይተዋል. ይህ በኃይለኛ ኤሌክትሪክ ሞተሮች ከቁጥጥር ስርዓቱ ጋር ተያይዟል የአደጋ መከላከያ ዘንጎች በድንገተኛ ጊዜ ሬአክተሩን ለመዝጋት የተነደፉ ናቸው, ወደ ኮር ውስጥ ይወድቃሉ እና የበለጠ ነፃ ኒውትሮኖችን ይይዛሉ.

እያንዳንዱ ሬአክተር ያገለገሉ እና አዳዲስ ካሴቶች የሚጫኑበት እና የሚጫኑበት ክዳን አላቸው።

የሙቀት መከላከያ (thermal insulation) አብዛኛውን ጊዜ በሪአክተር ዕቃው ላይ ይጫናል. የሚቀጥለው እንቅፋት ባዮሎጂያዊ ጥበቃ ነው. ይህ ብዙውን ጊዜ የተጠናከረ የኮንክሪት ማጠራቀሚያ ነው, መግቢያው በታሸገ በሮች በአየር መቆለፊያ ይዘጋል. ባዮሎጂካል ጥበቃ የተሰራው ፍንዳታ ከተከሰተ ራዲዮአክቲቭ እንፋሎት እና የሬአክተሩን ቁርጥራጮች ወደ ከባቢ አየር እንዳይለቁ ነው.

በዘመናዊ የኃይል ማመንጫዎች ውስጥ የኒውክሌር ፍንዳታ በጣም የማይቻል ነው. ነዳጁ በበቂ ሁኔታ የበለፀገ ስላልሆነ እና በቲቪኤልሎች የተከፋፈለ ነው። ዋናው ነገር ቢቀልጥም, ነዳጁ በንቃት ምላሽ መስጠት አይችልም. ሊከሰት የሚችለው ከፍተኛው የሙቀት ፍንዳታ ነው ፣ ልክ እንደ ቼርኖቤል ፣ በሪአክተሩ ውስጥ ያለው ግፊት ወደ እንደዚህ ያሉ እሴቶች ላይ ሲደርስ ፣ የብረት መያዣው በቀላሉ የተበጣጠሰ እና 5000 ቶን የሚመዝን የሬአክተር ክዳን ተንሸራታች ዝላይ ወጣ። የሬአክተር ክፍሉ ጣሪያ እና የእንፋሎት መውጣት. የቼርኖቤል የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ ልክ እንደ ዛሬው sarcophagus ትክክለኛ ባዮሎጂካል ጥበቃ ቢታጠቅ ኖሮ ጥፋቱ የሰው ልጅን በእጅጉ ባነሰ ነበር።

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ሥራ.

በአጭሩ, raboboa ይህን ይመስላል.

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ. (ጠቅ ሊደረግ የሚችል)

በፖምፖች እርዳታ ወደ ሬአክተር ኮር ከገባ በኋላ ውሃው ከ 250 እስከ 300 ዲግሪ በማሞቅ ከ "ሌላኛው ጎን" ይወጣል. ይህ የመጀመሪያው ወረዳ ይባላል. ከዚያም ወደ ሙቀት መለዋወጫ ይሄዳል, ከሁለተኛው ዑደት ጋር ይገናኛል. ከዚያ በኋላ በእንፋሎት ግፊት ውስጥ ያለው እንፋሎት ወደ ተርባይኖች ውስጥ ይገባል. ተርባይኖች ኤሌክትሪክ ያመነጫሉ።

መሳሪያ እና የአሠራር መርህ

የኃይል መልቀቂያ ዘዴ

የአንድ ንጥረ ነገር ለውጥ ከነፃ ኃይል መለቀቅ ጋር አብሮ የሚመጣው ንጥረ ነገሩ የኃይል ክምችት ካለው ብቻ ነው። የኋለኛው ማለት የንጥረቱ ማይክሮፕላስተሮች ከሌላው ሁኔታ ሽግግር የበለጠ የእረፍት ኃይል ባለው ሁኔታ ውስጥ ናቸው ማለት ነው ። ድንገተኛ ሽግግር ሁል ጊዜ በሃይል ማገጃ ይከላከላል ፣ ይህም ለማሸነፍ ማይክሮፓርት ከውጭ አንዳንድ የኃይል መጠን መቀበል አለበት - የመቀስቀስ ኃይል። የ exoenergetic ምላሽ ማነቃቂያውን ተከትሎ በሚመጣው ለውጥ ውስጥ ሂደቱን ለማነሳሳት ከሚያስፈልገው በላይ ኃይል ይወጣል. የኃይል ማገጃውን ለማሸነፍ ሁለት መንገዶች አሉ-በተጋጭ ቅንጣቶች የኪነቲክ ኢነርጂ ወይም በተቀባይ ቅንጣት አስገዳጅ ኃይል ምክንያት።

የኃይል መለቀቅ ያለውን macroscopic ሚዛን ከቆየን, ከዚያም ምላሽ excitation አስፈላጊ Kinetic ኃይል ሁሉ, ወይም ቢያንስ ቢያንስ አንዳንድ ንጥረ ነገሮች አንዳንድ ቅንጣቶች ሊኖረው ይገባል. ይህ ሊገኝ የሚችለው የመካከለኛውን የሙቀት መጠን በመጨመር የሂደቱን ሂደት የሚገድበው የሙቀት እንቅስቃሴ ኃይል ወደ የኃይል ጣራው እሴት ሲቃረብ ብቻ ነው. በሞለኪውላዊ ለውጦች ፣ ማለትም ፣ ኬሚካዊ ግብረመልሶች ፣ እንዲህ ዓይነቱ ጭማሪ ብዙውን ጊዜ በመቶዎች የሚቆጠሩ ኬልቪን ነው ፣ በኑክሌር ምላሾች ውስጥ ቢያንስ 10 7 ነው ፣ ምክንያቱም የኩሎምብ መጋጨት ኒውክሊየስ በጣም ከፍተኛ ቁመት። የኑክሌር ምላሾች የሙቀት መነሳሳት በተግባር የተከናወነው በጣም ቀላል በሆኑት ኒውክሊየስ ውህደት ውስጥ ብቻ ነው ፣ በዚህ ውስጥ የኩሎምብ መሰናክሎች አነስተኛ (የቴርሞኑክሌር ውህደት) ናቸው።

በመቀላቀል ቅንጣቶች መነሳሳት ትልቅ የኪነቲክ ሃይል አይፈልግም, እና ስለዚህ, በመካከለኛው የሙቀት መጠን ላይ የተመካ አይደለም, ምክንያቱም በማራኪ ሃይሎች ቅንጣቶች ውስጥ በተፈጥሯቸው ጥቅም ላይ ያልዋሉ ማሰሪያዎች ምክንያት ስለሚከሰት ነው. ነገር ግን በሌላ በኩል ምላሾችን ለማነሳሳት ቅንጦቹ እራሳቸው አስፈላጊ ናቸው. እና እንደገና በአእምሯችን ውስጥ ካለን የተለየ ምላሽ አይደለም ፣ ግን በማክሮስኮፒክ ሚዛን ላይ የኃይል ምርት ፣ ከዚያ ይህ የሚቻለው የሰንሰለት ምላሽ ሲከሰት ብቻ ነው። የኋለኛው የሚመነጨው ምላሹን የሚያስደስቱ ቅንጣቶች እንደ ኤክሰነርጅቲክ ምላሽ ውጤቶች ሆነው እንደገና ሲታዩ ነው።

ንድፍ

ማንኛውም የኑክሌር ኃይል ማመንጫ የሚከተሉትን ክፍሎች ያቀፈ ነው-

ኮር ከኑክሌር ነዳጅ እና አወያይ ጋር;
በዋናው ዙሪያ ያለው የኒውትሮን አንጸባራቂ;
የአደጋ ጊዜ ጥበቃን ጨምሮ የሰንሰለት ምላሽ ደንብ ሥርዓት;
የጨረር መከላከያ;
የርቀት መቆጣጠሪያ ስርዓት.

የአካል ብቃት እንቅስቃሴ መርሆዎች

ዋና ጽሁፎችንም ይመልከቱ፡-

አሁን ያለው የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ሁኔታ በውጤታማው የኒውትሮን ብዜት ምክንያት ሊታወቅ ይችላል። ክወይም reactivity ρ በሚከተለው ግንኙነት የሚዛመዱ፡-

እነዚህ እሴቶች በሚከተሉት እሴቶች ተለይተው ይታወቃሉ።

ክ> 1 - የሰንሰለቱ ምላሽ በጊዜ ይጨምራል, ሬአክተሩ ውስጥ ነው እጅግ በጣም ወሳኝሁኔታ, የእሱ ምላሽ ρ > 0;
ክ < 1 - реакция затухает, реактор - ንዑስ ክሪቲካል, ρ < 0;
ክ = 1, ρ = 0 - የኑክሌር ፍንዳታዎች ቁጥር ቋሚ ነው, ሬአክተሩ በተረጋጋ ሁኔታ ውስጥ ነው ወሳኝሁኔታ.

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ወሳኝ ሁኔታ;

፣ የት

የማባዛት ሁኔታን ወደ አንድነት መለወጥ የኒውትሮኖችን ማባዛት ከኪሳራዎቻቸው ጋር በማመጣጠን ነው. ለኪሳራ ሁለት ምክንያቶች አሉ፡ ያለ መፋሰስ መያዝ እና የኒውትሮን መራቢያ ውጭ መውጣት።

በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው k< k 0 , поскольку в конечном объёме вследствие утечки потери нейтронов обязательно больше, чем в бесконечном. Поэтому, если в веществе данного состава k 0 < 1, то цепная самоподдерживающаяся реакция невозможна как в бесконечном, так и в любом конечном объёме. Таким образом, k 0 определяет принципиальную способность среды размножать нейтроны.

k 0 ለሙቀት ማሞቂያዎች "የ 4 ምክንያቶች ቀመር" በሚሉት ሊታወቅ ይችላል.

፣ የት

η በሁለት መምጠጥ የኒውትሮን ምርት ነው።

የዘመናዊው የኃይል ማመንጫዎች መጠን በመቶዎች የሚቆጠሩ m³ ሊደርስ ይችላል እና በዋነኝነት የሚወሰነው በወሳኝ ሁኔታዎች ሳይሆን በሙቀት መወገድ እድሎች ነው።

ወሳኝ መጠንየኑክሌር ሬአክተር - ወሳኝ በሆነ ሁኔታ ውስጥ ያለው የሬአክተር ኮር መጠን። ወሳኝ ክብደትበአስቸጋሪ ሁኔታ ውስጥ ያለው የሬአክተሩ የፋይስ ቁስ አካል ብዛት ነው።

ከውሃ ኒውትሮን አንጸባራቂ ጋር በንፁህ fissile isotopes ጨዎችን በውሃ መፍትሄዎች የሚቀጣጠሉ ሬአክተሮች በጣም ዝቅተኛው ወሳኝ ክብደት አላቸው። ለ 235 ዩ ይህ ክብደት 0.8 ኪ.ግ, ለ 239 ፑ 0.5 ኪ.ግ ነው. ይሁን እንጂ የቤሪሊየም ኦክሳይድ አንጸባራቂ የነበረው የ LOPO ሬአክተር (በዓለም የመጀመሪያው የበለጸገ የዩራኒየም ሬአክተር) 0.565 ኪሎ ግራም እንደነበረው በሰፊው ይታወቃል፣ ምንም እንኳን በ 235 isotope ውስጥ ያለው የመበልጸግ ደረጃ በትንሹ ቢሆንም ከ 14% በላይ. በንድፈ ሀሳብ, በጣም ትንሹ ወሳኝ ስብስብ አለው, ለዚህም ይህ ዋጋ 10 ግራም ብቻ ነው.

የኒውትሮን መፍሰስን ለመቀነስ ዋናው ክፍል እንደ አጭር ሲሊንደር ወይም ኪዩብ ያለ ሉላዊ ወይም ክብ ቅርጽ ይሰጠዋል ምክንያቱም እነዚህ አሃዞች በጣም ትንሹ የገጽታ ስፋት እና የድምጽ ሬሾ ስላላቸው ነው።

ምንም እንኳን እሴቱ (ኢ - 1) ብዙውን ጊዜ ትንሽ ቢሆንም ፣ ፈጣን የኒውትሮን ማባዛት ሚና በጣም ትልቅ ነው ፣ ምክንያቱም ለትላልቅ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች (K ∞ - 1)<< 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.

የሰንሰለት ምላሽ ለመጀመር፣ የዩራኒየም ኒውክሊየስ ድንገተኛ ስንጥቅ በሚፈጠርበት ጊዜ ብዙውን ጊዜ በቂ ኒውትሮኖች ይፈጠራሉ። ሬአክተሩን ለማስጀመር የኒውትሮን ውጫዊ ምንጭ መጠቀምም ይቻላል ለምሳሌ ድብልቅ እና ወይም ሌሎች ንጥረ ነገሮች።

አዮዲን ጉድጓድ

ዋናው ጽሑፍ: አዮዲን ጉድጓድ

አዮዲን ጉድጓድ - ከተዘጋ በኋላ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ሁኔታ, በአጭር ጊዜ ውስጥ የ xenon isotope ክምችት ተለይቶ ይታወቃል. ይህ ሂደት ጉልህ አሉታዊ reactivity ጊዜያዊ መልክ ይመራል, ይህም በተራው, የማይቻል ለተወሰነ ጊዜ (ገደማ 1-2 ቀናት) ሬአክተር ወደ የንድፍ አቅም ለማምጣት ያደርገዋል.

ምደባ

በቀጠሮ

እንደ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች አጠቃቀም ተፈጥሮ በሚከተሉት ተከፍለዋል-

የኃይል ማመንጫዎችበኢነርጂ ሴክተር ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው የኤሌክትሪክ እና የሙቀት ኃይልን ለማምረት የተነደፈ, እንዲሁም ለባህር ውሃ ጨዋማነት (ዲዛይላይዜሽን ሪአክተሮችም እንደ ኢንዱስትሪ ይመደባሉ). እንደነዚህ ያሉ ሬአክተሮች በዋናነት በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ይገለገሉ ነበር. የዘመናዊው የኃይል ማመንጫዎች የሙቀት ኃይል 5 GW ይደርሳል. በተለየ ቡድን ውስጥ ይመድቡ-
- የማጓጓዣ ሪአክተሮችለተሽከርካሪ ሞተሮች ኃይል ለማቅረብ የተነደፈ. በጣም ሰፊው የመተግበሪያ ቡድኖች በባህር ሰርጓጅ መርከቦች እና በተለያዩ የገጸ ምድር መርከቦች ላይ ጥቅም ላይ የሚውሉ የባህር ማጓጓዣ ሬአክተሮች እንዲሁም በጠፈር ቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ሪአክተሮች ናቸው ።
የሙከራ ሪአክተሮች, የተለያዩ አካላዊ መጠኖችን ለማጥናት የተነደፈ, ዋጋቸው ለኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ዲዛይን እና አሠራር አስፈላጊ ነው; የእንደዚህ አይነት ሬአክተሮች ኃይል ከጥቂት kW አይበልጥም.
የምርምር ሪአክተሮችበኒውትሮን እና የጋማ ሬይ ፍሰቶች በኒውትሮን ፊዚክስ ዘርፍ ፣ በጠንካራ ግዛት ፊዚክስ ፣ በጨረር ኬሚስትሪ ፣ በባዮሎጂ ፣ በሃይለኛ የኒውትሮን ፍሰቶች (ክፍሎች የኑክሌር ሬአክተሮችን ጨምሮ) ለመስራት የታቀዱ ቁሳቁሶችን ለመፈተሽ ፣ በዋና ውስጥ የተፈጠሩት የኒውትሮን እና የጋማ ሬይ ፍሰቶች ለምርምር ያገለግላሉ። isotopes ለማምረት. የምርምር ሪአክተሮች ኃይል ከ 100 ሜጋ ዋት አይበልጥም. የተለቀቀው ኃይል በአብዛኛው ጥቅም ላይ አይውልም.
የኢንዱስትሪ (የጦር መሳሪያዎች, isotope) ሬአክተሮችበተለያዩ መስኮች ጥቅም ላይ የሚውሉ isotopes ለማምረት ያገለግላል. እንደ 239 ፑ ያሉ የኑክሌር ጦር መሳሪያ ደረጃ ቁሳቁሶችን ለማምረት በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል። በተጨማሪም ኢንዱስትሪዎች ለባህር ውሃ ጨዋማነት የሚያገለግሉ ሪአክተሮችን ያጠቃልላል።

ብዙውን ጊዜ ሪአክተሮች ሁለት ወይም ከዚያ በላይ የተለያዩ ስራዎችን ለመፍታት ያገለግላሉ, በዚህ ሁኔታ ውስጥ ይጠራሉ ሁለገብ ዓላማ. ለምሳሌ አንዳንድ የኃይል ማመንጫዎች በተለይም በኒውክሌር ኃይል መባቻ ላይ በዋናነት ለሙከራዎች የታሰቡ ነበሩ። ፈጣን የኒውትሮን ሪአክተሮች ሁለቱም ሃይል የሚያመነጩ እና ኢሶቶፖችን በተመሳሳይ ጊዜ የሚያመርቱ ሊሆኑ ይችላሉ። የኢንደስትሪ ሪአክተሮች ከዋና ተግባራቸው በተጨማሪ የኤሌክትሪክ እና የሙቀት ኃይልን ያመነጫሉ.

በኒውትሮን ስፔክትረም መሰረት

ቴርማል (ቀርፋፋ) የኒውትሮን ሬአክተር ("የሙቀት መቆጣጠሪያ")
ፈጣን የኒውትሮን ሬአክተር ("ፈጣን ሬአክተር")

በነዳጅ አቀማመጥ

Heterogeneous ሬአክተሮች, ነዳጅ አወያይ አለ ይህም መካከል ብሎኮች መልክ, discretely ዋና ውስጥ ይመደባሉ የት;
ነዳጁ እና አወያይ አንድ አይነት ድብልቅ (ተመሳሳይ ስርዓት) የሆኑበት ተመሳሳይነት ያላቸው ሪአክተሮች።

በተለዋዋጭ ሬአክተር ውስጥ ነዳጁ እና አወያይ ሊለያዩ ይችላሉ ፣ በተለይም በዋሻ ሬአክተር ውስጥ ፣ አወያይ - አንጸባራቂው አወያይ በሌለው ነዳጅ በጉድጓዱ ውስጥ ይከብባል። ከኒውክሌር-ፊዚካል እይታ አንጻር ፣የግብረ-ሰዶማዊነት/ሄትሮጂንነት መመዘኛ ዲዛይኑ ሳይሆን የነዳጅ ማገጃዎችን በተሰጠው አወያይ ውስጥ ከኒውትሮን መጠነኛ ርዝመት በላይ በሆነ ርቀት ላይ ማስቀመጥ ነው። ለምሳሌ, "የቅርብ-ላቲስ" የሚባሉት ሪአክተሮች ተመሳሳይነት እንዲኖራቸው የተነደፉ ናቸው, ምንም እንኳን ነዳጁ ብዙውን ጊዜ በውስጣቸው ካለው አወያይ ይለያል.

በተለያዩ የኑክሌር ነዳጅ ማገዶዎች ውስጥ በመደበኛ ጥልፍልፍ አንጓዎች ላይ በመሃል ላይ የተቀመጡት የነዳጅ ስብሰባዎች (ኤፍኤ) ይባላሉ። ሴሎች.

በነዳጅ ዓይነት

ዩራኒየም ኢሶቶፕስ 235፣ 238፣ 233 (235 ዩ፣ 238 ዩ፣ 233 ዩ)
plutonium isotope 239 (239 Pu)፣ እንዲሁም isotopes 239-242 Pu ከ238 ዩ (MOX ነዳጅ) ጋር ተቀላቅሎ
thorium isotope 232 (232th) (ወደ 233 U በመለወጥ)

እንደ ማበልጸግ ደረጃ፡-

የተፈጥሮ ዩራኒየም
ዝቅተኛ የበለጸገ ዩራኒየም
በጣም የበለጸገ ዩራኒየም

በኬሚካላዊ ቅንብር;

ብረት ዩ
ዩሲ (ዩራኒየም ካርቦይድ) ፣ ወዘተ.

በቀዝቃዛው ዓይነት

ጋዝ፣ (ግራፋይት-ጋዝ ሪአክተርን ይመልከቱ)
D 2 O (ከባድ ውሃ፣ ከባድ ውሃ የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ፣ CANDU ይመልከቱ)

በአወያይ አይነት

ሐ (ግራፋይት፣ ግራፋይት-ጋዝ ሪአክተር፣ ግራፋይት-ውሃ ሬአክተር ይመልከቱ)
ኤች 2 ኦ (ውሃ፣ የብርሃን ውሃ ሬአክተር፣ የግፊት ውሃ ሬአክተር፣ VVER ይመልከቱ)
D 2 O (ከባድ ውሃ፣ ከባድ ውሃ የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ፣ CANDU ይመልከቱ)
የብረታ ብረት ሃይድሬድ
ያለ አወያይ (ፈጣን የኒውትሮን ሬአክተር ይመልከቱ)

በንድፍ

የእንፋሎት ማመንጨት ዘዴ

የውጭ የእንፋሎት ማመንጫ ያለው ሬአክተር (PWR፣ VVER ይመልከቱ)

የ IAEA ምደባ

PWR (ግፊት ያለው የውሃ ማራዘሚያዎች) - ግፊት ያለው የውሃ ማራዘሚያ (ግፊት ያለው የውሃ ማጠራቀሚያ);
BWR (የፈላ ውሃ ሪአክተር) - የፈላ ውሃ ሬአክተር;
FBR (ፈጣን አርቢ ሬአክተር) - ፈጣን አርቢ ሬአክተር;
GCR (የጋዝ-ቀዝቃዛ ሬአክተር) - ጋዝ-ቀዝቃዛ ነዳጅ;
LWGR (የብርሃን ውሃ ግራፋይት ሪአክተር) - ግራፋይት-የውሃ ማሰራጫ
PHWR (ግፊት ያለው ከባድ የውሃ ማራዘሚያ) - ከባድ የውሃ ማራዘሚያ

በዓለም ላይ በጣም የተለመዱት የግፊት ውሃ (62%) እና የፈላ ውሃ (20%) ሬአክተሮች ናቸው።

ሬአክተር ቁሶች

ሪአክተሮች የተገነቡባቸው ቁሳቁሶች በኒውትሮን, γ-quanta እና fission ፍርስራሾች መስክ ውስጥ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ይሰራሉ. ስለዚህ, በሌሎች የቴክኖሎጂ ቅርንጫፎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ሁሉም ቁሳቁሶች ለሬክተር ግንባታ ተስማሚ አይደሉም. የሬአክተር ቁሳቁሶችን በሚመርጡበት ጊዜ የጨረራ መከላከያዎቻቸው, የኬሚካላዊ ጥንካሬ, የመሳብ መስቀለኛ ክፍል እና ሌሎች ባህሪያት ግምት ውስጥ ይገባል.

የቁሳቁሶች የጨረር አለመረጋጋት በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ብዙም አይጎዳውም. የአተሞች ተንቀሳቃሽነት በጣም ትልቅ ከመሆኑ የተነሳ ከክሪስታል ጥልፍልፍ ወጥተው ወደ ቦታቸው የመመለስ እድላቸው ወይም ሃይድሮጅን እና ኦክስጅንን ወደ ውሃ ሞለኪውል የመቀላቀል እድሉ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል። ስለዚህ የውሃው ራዲዮላይዜሽን በኃይል በማይፈላ ሬአክተሮች (ለምሳሌ VVER) ውስጥ እዚህ ግባ የሚባል አይደለም ፣ በኃይለኛ ምርምር ሬአክተሮች ውስጥ ከፍተኛ መጠን ያለው ፈንጂ ድብልቅ ይወጣል ። ሪአክተሮች እሱን ለማቃጠል ልዩ ስርዓቶች አሏቸው።

የሬአክተር ቁሶች እርስ በርስ ይገናኛሉ (በኩላንት እና በኑክሌር ነዳጅ የተሸፈነ የነዳጅ ንጥረ ነገር, የነዳጅ ካሴቶች ከኩላንት እና አወያይ, ወዘተ.) ጋር ይገናኛሉ. በተፈጥሮው, የመገናኛ ቁሳቁሶች በኬሚካላዊ ሁኔታ (ተኳሃኝ) መሆን አለባቸው. አለመጣጣም ምሳሌ ዩራኒየም እና ሙቅ ውሃ ወደ ኬሚካላዊ ምላሽ መግባታቸው ነው.

ለአብዛኛዎቹ ቁሳቁሶች የጥንካሬ ባህሪያት በከፍተኛ የሙቀት መጠን እየተበላሹ ይሄዳሉ። በሃይል ማመንጫዎች ውስጥ, መዋቅራዊ ቁሳቁሶች በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ይሰራሉ. ይህ የመዋቅር ቁሳቁሶችን ምርጫን ይገድባል, በተለይም ከፍተኛ ጫና መቋቋም ያለባቸው የኃይል ማመንጫው ክፍሎች.

የኑክሌር ነዳጅ ማቃጠል እና መራባት

የኑክሌር ሬአክተር በሚሠራበት ጊዜ በነዳጅ ውስጥ በተከማቹ የፋይስዮን ቁርጥራጮች ምክንያት isotopic እና ኬሚካላዊ ቅንጅቶች ይለዋወጣሉ እና transuranium ንጥረ ነገሮች በዋነኝነት isotopes ይፈጠራሉ። በኒውክሌር ሬአክተር (reactivity) ላይ የፊስሽን ቁርጥራጭ ተጽእኖ ይባላል መመረዝ(ለሬዲዮአክቲቭ ቁርጥራጮች) እና ማሽኮርመም(ለተረጋጋ isotopes).

የሬአክተሩ መመረዝ ዋናው ምክንያት ትልቁ የኒውትሮን መሳብ መስቀለኛ ክፍል (2.6 10 6 ጎተራ) ያለው ነው። የ 135 Xe ግማሽ ህይወት ቲ 1/2 = 9.2 ሰ; የመከፋፈል ምርቱ ከ6-7% ነው. የ 135 Xe ዋናው ክፍል በመበስበስ ምክንያት ይመሰረታል ( ቲ 1/2 = 6.8 ሰአታት). በመመረዝ ጊዜ ኬፍ በ1-3% ይቀየራል. የ 135 Xe ትልቁ የመጠጫ መስቀለኛ ክፍል እና የመካከለኛው isotope 135 መኖር ወደ ሁለት አስፈላጊ ክስተቶች ይመራሉ ።

የ 135 Xe ትኩረትን ለመጨመር እና በዚህም ምክንያት ከተዘጋው ወይም የኃይል ቅነሳው ("አዮዲን ጉድጓድ") በኋላ የሪአክተሩን ምላሽ (reactivity) ይቀንሳል, ይህም ለአጭር ጊዜ መዘጋት እና የውጤት ኃይል መለዋወጥ የማይቻል ያደርገዋል. ይህ ተፅዕኖ በተቆጣጣሪ አካላት ውስጥ የሪአክቲቭ ህዳግ በማስተዋወቅ ይሸነፋል። የአዮዲን ጉድጓድ ጥልቀት እና የቆይታ ጊዜ በኒውትሮን ፍሰት ላይ የተመሰረተ ነው Ф: በ Ф = 5 10 18 ኒዩትሮን / (ሴሜ² ሴኮንድ), የአዮዲን ጉድጓድ የሚቆይበት ጊዜ ˜ 30 ሰአታት ነው, እና ጥልቀቱ ከቋሚው 2 እጥፍ ይበልጣል- በ 135 Xe መመረዝ ምክንያት በኬፍ የተከሰተው የስቴት ለውጥ.
በመመረዝ ምክንያት, የቦታ-ጊዜያዊ መለዋወጥ የኒውትሮን ፍሰት Ф, እና, በዚህም ምክንያት, የሬአክተር ኃይል, ሊከሰት ይችላል. እነዚህ ውጣ ውረዶች የሚከሰቱት Ф > 10 18 ኒውትሮን/(ሴሜ² ሰከንድ) እና ትልቅ የሬአክተር መጠኖች ነው። የመወዛወዝ ጊዜዎች ˜ 10 ሰ.

የኑክሌር መቆራረጥ ብዙ ቁጥር ያላቸው የተረጋጉ ቁርጥራጮች እንዲፈጠሩ ያደርጋል፣ እነዚህም በመምጠጥ መስቀለኛ ክፍሎቻቸው ከፋይሲል isotope መስቀለኛ ክፍል ጋር ሲነፃፀሩ ይለያያሉ። ትልቅ የመምጠጥ መስቀለኛ ክፍል ያላቸው ቁርጥራጮች ክምችት በመጀመሪያዎቹ ጥቂት ቀናት በሬአክተር ሥራ ውስጥ ወደ ሙሌት ይደርሳል። እነዚህ በዋነኛነት የተለያዩ "ዕድሜ" ያላቸው TVELs ናቸው።

ሙሉ የነዳጅ ምትክ ከሆነ, ሬአክተሩ ማካካሻ መሆን ያለበት ከመጠን በላይ ምላሽ አለው, በሁለተኛው ጉዳይ ላይ ደግሞ ማካካሻ የሚፈለገው በመጀመርያው ጅምር ላይ ብቻ ነው. የማያቋርጥ ነዳጅ መሙላት የቃጠሎውን ጥልቀት ለመጨመር ያስችላል, ምክንያቱም የሬአክተሩ አጸፋዊ እንቅስቃሴ የሚወሰነው በአማካኝ fissile isotopes ክምችት ነው.

በተለቀቀው የኃይል "ክብደት" ምክንያት የተጫነው ነዳጅ ብዛት ከተጫነው ብዛት ይበልጣል. ሬአክተሩ ከተዘጋ በኋላ በመጀመሪያ በዋነኝነት በኒውትሮን መዘግየት ምክንያት ፣ እና ከ1-2 ደቂቃዎች በኋላ ፣ በ β- እና γ-ጨረር የፊስሽን ቁርጥራጮች እና ትራንስዩራኒየም ንጥረ ነገሮች ፣ በነዳጁ ውስጥ ሃይል መለቀቁን ይቀጥላል። ሬአክተሩ ከመዘጋቱ በፊት በበቂ ሁኔታ ከሠራ ፣ ከዚያ ከተዘጋ ከ 2 ደቂቃዎች በኋላ የኃይል መለቀቅ 3% ያህል ነው ፣ ከ 1 ሰዓት በኋላ - 1% ፣ ከአንድ ቀን በኋላ - 0.4% ፣ ከአንድ ዓመት በኋላ - ከመጀመሪያው ኃይል 0.05%።

በኑክሌር ሬአክተር ውስጥ የተፈጠረው የፊስሌይ ፑ አይሶቶፕ ቁጥር እና የተቃጠለው 235 ዩ ሬሾ ይባላል። የልወጣ መጠንኬ ኬ. የ K K ዋጋ በማበልጸግ እና በማቃጠል ይቀንሳል. በተፈጥሮ ዩራኒየም ላይ ለሚሰራ ከባድ የውሃ ሬአክተር ፣በ 10 GW ቀን/t K K = 0.55 ማቃጠል እና ለትንሽ ማቃጠል (በዚህ ሁኔታ ኬ ኬ ይባላል)። የመጀመሪያ ፕሉቶኒየም ኮፊሸንት) K K = 0.8. አንድ የኒውክሌር ሬአክተር ከተቃጠለ እና ተመሳሳይ isotopes (የእርባታ ሬአክተር) ካመረተ የመራቢያ መጠን እና የቃጠሎው መጠን ጥምርታ ይባላል። የመራቢያ መጠን K V. በሙቀት ማሞቂያዎች ውስጥ K V< 1, а для реакторов на быстрых нейтронах К В может достигать 1,4-1,5. Рост К В для реакторов на быстрых нейтронах объясняется главным образом тем, что, особенно в случае 239 Pu, для быстрых нейтронов ሰእያደገ ነው እና ግንይወድቃል።

የኑክሌር ኃይል መቆጣጠሪያ

የኒውክሌር ሬአክተርን መቆጣጠር የሚቻለው በፋይስሲንግ ወቅት የተወሰኑ ኒውትሮኖች በመዘግየታቸው ከቅሪቶቹ ውስጥ ስለሚበሩ ሲሆን ይህም ከብዙ ሚሊሰከንዶች እስከ ብዙ ደቂቃዎች ሊደርስ ይችላል።

ሬአክተሩን ለመቆጣጠር የሚስቡ ዘንጎች ጥቅም ላይ ይውላሉ ፣ ወደ ኮር ውስጥ ይተዋወቃሉ ፣ ኒውትሮኖችን (በዋነኝነት እና አንዳንድ ሌሎች) እና / ወይም የቦሪ አሲድ መፍትሄን ከሚወስዱ ቁሶች የተሠሩ ፣ በአንድ የተወሰነ ማጎሪያ (የቦሮን ደንብ) ውስጥ ወደ ማቀዝቀዣው ውስጥ ይጨምራሉ። . የዱላዎቹ እንቅስቃሴ የኒውትሮን ፍሰትን በራስ-ሰር ለመቆጣጠር ከዋኝ ወይም ከመሳሪያው ምልክቶች ላይ በሚሠሩ ልዩ ዘዴዎች ፣ ድራይቮች ቁጥጥር ይደረግባቸዋል።

በእያንዲንደ ሬአክተር ውስጥ በተሇያዩ ድንገተኛ ሁኔታዎች ውስጥ, የዴንገተኛ ሰንሰለት አዯጋ ማቋረጥ ቀርቧል, ሁሉንም የሚስቡ ዘንጎች ወደ ዋናው - የአደጋ መከላከያ ስርዓት በመጣል ይከናወናል.

ቀሪ ሙቀት

ከኑክሌር ደህንነት ጋር በቀጥታ የተያያዘ አስፈላጊ ጉዳይ የመበስበስ ሙቀት ነው. ይህ የኑክሌር ነዳጅ ልዩ ባህሪ ነው, ይህም fission ሰንሰለት ምላሽ እና አማቂ inertia, ማንኛውም የኃይል ምንጭ የሚሆን የተለመደ ነው መቋረጥ በኋላ, በሬክተር ውስጥ ሙቀት መለቀቅ ለረጅም ጊዜ ይቀጥላል, ይህም እውነታ ውስጥ ያቀፈ ነው. የቴክኒካዊ ውስብስብ ችግሮች ብዛት.

ብስባሽ ሙቀት የ β- እና γ-የመበስበስ ምርቶች መዘዝ ነው, ይህም በሬክተር በሚሠራበት ጊዜ በነዳጅ ውስጥ ተከማችቷል. የ fission ምርቶች አስኳል, መበስበስ የተነሳ, ጉልህ ጉልበት መለቀቅ ጋር ይበልጥ የተረጋጋ ወይም ሙሉ በሙሉ የተረጋጋ ሁኔታ ውስጥ ያልፋል.

ምንም እንኳን ቀሪው የሙቀት ልቀት ፍጥነት ከቋሚ እሴቶች ጋር ሲወዳደር ትንሽ ወደሆኑ እሴቶች ቢቀንስም በከፍተኛ የኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ግን በፍፁም ትርጉም ያለው ነው። በዚህ ምክንያት የመበስበስ ሙቀት መለቀቅ ከተዘጋ በኋላ ከሬአክተር ኮር ውስጥ ሙቀትን ለማስወገድ ረጅም ጊዜ ይጠይቃል. ይህ ተግባር ወደ ሬአክተር ተቋም ንድፍ ውስጥ አስተማማኝ ኃይል አቅርቦት ጋር የማቀዝቀዣ ሥርዓት ፊት ይጠይቃል, እና ደግሞ የረጅም ጊዜ (3-4 ዓመታት ውስጥ) ልዩ የሙቀት አገዛዝ ጋር ማከማቻ ተቋማት ውስጥ አሳልፈዋል የኑክሌር ነዳጅ ማከማቻ ያስፈልገዋል - የነዳጅ ገንዳዎች አሳልፈዋል. ብዙውን ጊዜ በሪአክተሩ አቅራቢያ የሚገኙ ናቸው.

ተመልከት

በሶቪየት ኅብረት ውስጥ የተነደፉ እና የተገነቡ የኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች ዝርዝር

ስነ ጽሑፍ

ሌቪን ቪ.ኢ. የኑክሌር ፊዚክስ እና የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች. 4 ኛ እትም. - ኤም.: አቶሚዝዳት, 1979.
Shukolyukov A. Yu. "ኡራነስ. የተፈጥሮ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ. "ኬሚስትሪ እና ህይወት" ቁጥር 6, 1980, ገጽ. 20-24

ማስታወሻዎች

"ZEEP - የካናዳ የመጀመሪያው የኑክሌር ሬአክተር", የካናዳ ሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ሙዚየም.
Greshilov A.A., Egupov N.D., Matushchenko A.M.የኑክሌር መከላከያ. - ኤም.: ሎጎስ, 2008. - 438 p. -

: በጣም ትክክለኛ ነው ፣ ግን ሆኖም መረጃውን በቀላሉ በሚዋሃድ መልኩ አላገኘሁትም - የኑክሌር ኃይል ማመንጫ እንዴት መሥራት ይጀምራል። ስለ መሣሪያው መርህ እና አሠራር ሁሉም ነገር ቀድሞውኑ 300 ጊዜ ተጭኗል እና ተረድቷል ፣ ግን ነዳጁ እንዴት እንደሚገኝ እና ከምን እና ለምን አደገኛ ካልሆነ በሪአክተር ውስጥ እስኪሆን ድረስ እና ለምን ከመፈጠሩ በፊት ምላሽ አይሰጥም። በሪአክተር ውስጥ ተጠመቁ! - ከሁሉም በላይ, በውስጡ ብቻ ይሞቃል, ሆኖም ግን, የነዳጅ ዘንግ ከመጫንዎ በፊት ቀዝቃዛዎች እና ሁሉም ነገር ጥሩ ነው, ስለዚህ ንጥረ ነገሮቹ እንዲሞቁ የሚያደርጋቸው ነገሮች እንዴት እንደሚነኩ ሙሉ በሙሉ ግልጽ አይደለም, እና ወዘተ, በተለይም በሳይንሳዊ አይደለም).

እርግጥ ነው, እንዲህ ዓይነቱን ርዕስ "በሳይንስ መሠረት" ሳይሆን ለማዘጋጀት አስቸጋሪ ነው, ግን እኔ እሞክራለሁ. በመጀመሪያ እነዚህ ቲቪኤልዎች ምን እንደሆኑ እንረዳ።

የኑክሌር ነዳጅ ጥቁር ጽላቶች 1 ሴንቲ ሜትር የሆነ ዲያሜትር እና 1.5 ሴ.ሜ ቁመት ያለው ሲሆን 2% ዩራኒየም ዳይኦክሳይድ 235 እና 98% ዩራኒየም 238, 236, 239 ይይዛሉ. በሁሉም ሁኔታዎች በማንኛውም የኑክሌር ነዳጅ መጠን, ሀ. የኒውክሌር ፍንዳታ ሊፈጠር አይችልም ፣ ምክንያቱም እንደ በረዶ-ነክ ፈጣን የፊዚሽን ምላሽ ፣ የኑክሌር ፍንዳታ ባህሪ ፣ ከ 60% በላይ የዩራኒየም 235 ክምችት ያስፈልጋል።

ሁለት መቶ የኑክሌር ነዳጅ ቅንጣቶች ከዚሪኮኒየም ብረት በተሠራ ቱቦ ውስጥ ተጭነዋል. የዚህ ቱቦ ርዝመት 3.5 ሜትር ነው. ዲያሜትር 1.35 ሴ.ሜ. ይህ ቱቦ TVEL - የነዳጅ ንጥረ ነገር ይባላል. 36 ቲቪኤልዎች በካሴት ውስጥ ተሰብስበዋል (ሌላ ስም "መሰብሰቢያ" ነው)።

የ RBMK ሬአክተር የነዳጅ ንጥረ ነገር መሳሪያ: 1 - መሰኪያ; 2 - የዩራኒየም ዳይኦክሳይድ ጽላቶች; 3 - የዚሪኮኒየም ቅርፊት; 4 - ጸደይ; 5 - ቡሽ; 6 - ጠቃሚ ምክር.

የኃይል መለቀቅ ያለውን macroscopic ሚዛን ከቆየን, ከዚያም ምላሽ excitation አስፈላጊ Kinetic ኃይል ሁሉ, ወይም ቢያንስ ቢያንስ አንዳንድ ንጥረ ነገሮች አንዳንድ ቅንጣቶች ሊኖረው ይገባል. ይህ ሊገኝ የሚችለው የመካከለኛውን የሙቀት መጠን በመጨመር የሂደቱን ሂደት የሚገድበው የሙቀት እንቅስቃሴ ኃይል ወደ የኃይል ጣራው እሴት ሲቃረብ ብቻ ነው. በሞለኪውላዊ ለውጦች ፣ ማለትም ፣ ኬሚካዊ ግብረመልሶች ፣ እንዲህ ዓይነቱ ጭማሪ ብዙውን ጊዜ በመቶዎች የሚቆጠሩ ዲግሪዎች ኬልቪን ነው ፣ በኑክሌር ምላሾች ውስጥ ግን ቢያንስ 107 ኪ. የኑክሌር ምላሾች የሙቀት መነሳሳት በተግባር የተከናወነው በጣም ቀላል በሆኑት ኒውክሊየስ ውህደት ውስጥ ብቻ ነው ፣ በዚህ ውስጥ የኩሎምብ መሰናክሎች አነስተኛ (የቴርሞኑክሌር ውህደት) ናቸው።

የኑክሌር መቆጣጠሪያን ለመቆጣጠር እና ለመከላከል በጠቅላላው የኮር ቁመት ላይ የሚንቀሳቀሱ የመቆጣጠሪያ ዘንጎች ጥቅም ላይ ይውላሉ. ዘንጎቹ እንደ ቦሮን ወይም ካድሚየም ያሉ ኒውትሮኖችን አጥብቀው ከሚወስዱ ንጥረ ነገሮች የተሠሩ ናቸው። በትሮቹን በጥልቅ መግቢያ ፣ ኒውትሮኖች በጥብቅ ስለሚወስዱ እና ከምላሽ ዞን ስለሚወገዱ የሰንሰለቱ ምላሽ የማይቻል ይሆናል።

ዘንጎቹ ከቁጥጥር ፓነል በርቀት ይንቀሳቀሳሉ. በዱላዎቹ ትንሽ እንቅስቃሴ, የሰንሰለቱ ሂደት ያድጋል ወይም ይበሰብሳል. በዚህ መንገድ የሪአክተሩ ኃይል ቁጥጥር ይደረግበታል.

ሌኒንግራድ NPP, RBMK ሬአክተር

ሬአክተር ጅምር፡-

በነዳጅ ለመጀመሪያ ጊዜ ከተጫነ በኋላ በመጀመርያው ቅጽበት ፣ በሪአክተሩ ውስጥ ምንም የፊስዮን ሰንሰለት ምላሽ የለም ፣ ሬአክተሩ በንዑስ ሁኔታ ውስጥ ነው። የቀዘቀዘው የሙቀት መጠን ከሚሠራው የሙቀት መጠን በጣም ያነሰ ነው።

እዚህ ቀደም ብለን እንደገለጽነው የሰንሰለት ምላሽን ለመጀመር የፊስሌል ቁስ አካል ወሳኝ የሆነ ክብደት መፍጠር አለበት - በቂ መጠን ያለው ድንገተኛ የፋይል ንጥረ ነገር በበቂ ሁኔታ ትንሽ ቦታ ላይ ፣ በኒውክሌር ፊዚሽን ወቅት የሚለቀቁት የኒውትሮኖች ብዛት ያለበት ሁኔታ። ከሚጠጡት የኒውትሮኖች ብዛት ይበልጣል። ይህም የዩራኒየም-235 ይዘትን በመጨመር (የተጫኑ የነዳጅ ንጥረ ነገሮች ብዛት) ወይም የኒውትሮን ፍጥነትን በመቀነስ ከዩራኒየም-235 ኒዩክሊየሮች አልፈው እንዳይበሩ ማድረግ ይቻላል.

ሬአክተሩ በተለያዩ ደረጃዎች ወደ ኃይል ይመጣል. በሪአክቲቭ ተቆጣጣሪዎች እርዳታ ሬአክተሩ ወደ ሱፐር-critical ሁኔታ Kef>1 ተላልፏል እና የኃይል ማመንጫው ወደ 1-2% የስም ደረጃ ይጨምራል. በዚህ ደረጃ, ሬአክተሩ እስከ ማቀዝቀዣው የአሠራር መለኪያዎች ድረስ ይሞቃል, እና የሙቀት መጠኑ ውስን ነው. በማሞቅ ሂደት ውስጥ, መቆጣጠሪያዎቹ ኃይሉን በቋሚ ደረጃ ይይዛሉ. ከዚያም የደም ዝውውሩ ፓምፖች ተጀምረዋል እና የሙቀት ማስወገጃ ስርዓቱ ሥራ ላይ ይውላል. ከዚያ በኋላ የሬአክተር ኃይል ከ 2 እስከ 100% ከሚፈቀደው ኃይል ውስጥ ወደ ማንኛውም ደረጃ ሊጨምር ይችላል.

ሬአክተሩ በሚሞቅበት ጊዜ, በዋና ቁሳቁሶች የሙቀት መጠን እና ጥንካሬ ለውጦች ምክንያት የእንቅስቃሴው ይለወጣል. አንዳንድ ጊዜ, በማሞቅ ጊዜ, የኮር መካከል የጋራ አቀማመጥ እና ቁጥጥር ንጥረ ነገሮች ንቁ እንቅስቃሴ በሌለበት ውስጥ reactivity ውጤት ያስከትላል, ወደ ኮር ውስጥ የሚገቡት ወይም የሚተዉት ቁጥጥር ንጥረ ነገሮች.

በጠንካራ ፣ በሚንቀሳቀሱ አስመጪ አካላት ይቆጣጠሩ

በአብዛኛዎቹ ጉዳዮች ፣ ጠንከር ያለ የሞባይል መጠቅለያዎች ፈጣን ምላሽን ለመለወጥ ያገለግላሉ። በ RBMK ሬአክተር ውስጥ የመቆጣጠሪያው ዘንጎች በ 50 ወይም 70 ሚሜ ዲያሜትር ውስጥ በአሉሚኒየም ቅይጥ ቱቦ ውስጥ የተዘጉ ቦሮን ካርቦይድ ቁጥቋጦዎችን ይይዛሉ. እያንዳንዱ የመቆጣጠሪያ ዘንግ በተለየ ቻናል ውስጥ ይቀመጣል እና ከሲፒኤስ ወረዳ (የቁጥጥር እና የመከላከያ ስርዓት) በውሃ ይቀዘቅዛል በአማካይ በ 50 ° ሴ. RBMK 24 እንደዚህ ዓይነት ዘንጎች አሉ. አውቶማቲክ የመቆጣጠሪያ ዘንጎች - 12 ቁርጥራጮች, የአካባቢ አውቶማቲክ መቆጣጠሪያ ዘንጎች - 12 ቁርጥራጮች, በእጅ መቆጣጠሪያ -131, እና 32 አጫጭር የመምጠጥ ዘንጎች (USP). በጠቅላላው 211 ዘንጎች አሉ. ከዚህም በላይ አጠር ያሉ ዘንጎች ከታች ወደ AZ ገብተዋል, የተቀሩት ደግሞ ከላይ.

የሚቃጠሉ ንጥረ ነገሮች.

የሚቃጠሉ መርዞች ብዙውን ጊዜ ትኩስ ነዳጅ ከተጫነ በኋላ ከመጠን በላይ መንቀሳቀስን ለማካካስ ያገለግላሉ። የስርዓተ ክወናው መርህ እነሱ ልክ እንደ ነዳጅ, ኒውትሮን ከተያዙ በኋላ, ከዚያም ኒውትሮኖችን (ማቃጠል) መሳብ ያቆማሉ. በተጨማሪም ፣ በኒውትሮን ፣ absorber nuclei ን በመውሰዱ ምክንያት የማሽቆልቆሉ መጠን ከመጥፋት መጠን ያነሰ ወይም እኩል ነው ፣ በፋይስሺን ፣ የነዳጅ ኒውክሊየስ። በዓመቱ ውስጥ እንዲሠራ በተዘጋጀው የሬአክተር ኮር ነዳጅ ውስጥ የምንጭን ከሆነ ፣ በስራው መጀመሪያ ላይ ያሉት የፊስሌል ነዳጅ ኒውክሊየሮች ቁጥር ከመጨረሻው እንደሚበልጥ ግልፅ ነው ፣ እና መለዋወጫዎችን በማስቀመጥ ትርፍ አፀፋውን ማካካስ አለብን። በዋና ውስጥ. የመቆጣጠሪያ ዘንጎች ለዚህ ዓላማ ጥቅም ላይ ከዋሉ, የነዳጅ ኒውክሊየስ ቁጥር እየቀነሰ ሲሄድ ያለማቋረጥ ማንቀሳቀስ አለብን. የሚቃጠሉ መርዞችን መጠቀም የሚንቀሳቀሱ ዘንጎች አጠቃቀምን ለመቀነስ ያስችላል. በአሁኑ ጊዜ የሚቃጠሉ መርዞች በአብዛኛው በቀጥታ በሚመረቱበት ጊዜ በነዳጅ ቅንጣቶች ውስጥ ይካተታሉ.

የእንቅስቃሴ ፈሳሽ ደንብ.

እንዲህ ዓይነቱ ደንብ ጥቅም ላይ ይውላል, በተለይም የ VVER-አይነት ሬአክተር በሚሠራበት ጊዜ, ቦሪ አሲድ H3BO3 10 ቢ ኒዩክሊን የሚስብ ኒውትሮን ወደ ማቀዝቀዣው ውስጥ ይገባል. በኩላንት መንገድ ላይ ያለውን የቦሪ አሲድ ክምችት በመቀየር, በዋናው ውስጥ ያለውን ምላሽ እንለውጣለን. በሪአክተር ኦፕሬሽን የመጀመሪያ ጊዜ ውስጥ ብዙ የነዳጅ ኒውክሊየስ ሲኖር የአሲድ መጠን ከፍተኛ ነው. ነዳጁ ሲቃጠል የአሲድ መጠን ይቀንሳል.

ሰንሰለት ምላሽ ዘዴ

የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ (ሪአክተር) በተሰጠው ኃይል ውስጥ ለረጅም ጊዜ ሊሠራ የሚችለው በሥራው መጀመሪያ ላይ የእንቅስቃሴ ህዳግ ካለው ብቻ ነው። ልዩ የሆነው የሙቀት ኒውትሮን ውጫዊ ምንጭ ያላቸው ንዑስ ክሪቲካል ሪአክተሮች ናቸው። በተፈጥሮ ምክንያቶች የተነሳ እየቀነሰ ሲሄድ የታሰረ ምላሽ መልቀቅ የሬአክተሩ ወሳኝ ሁኔታ በእያንዳንዱ የስራ ጊዜ ውስጥ መያዙን ያረጋግጣል። የመጀመርያው የድጋሚ እንቅስቃሴ ህዳግ የተፈጠረው ከወሳኝዎቹ በጣም የሚበልጡ ልኬቶች ያለው ኮር በመገንባት ነው። ሬአክተሩ እጅግ በጣም ወሳኝ እንዳይሆን ለመከላከል k0 የመራቢያ ዘዴ በሰው ሰራሽ መንገድ በተመሳሳይ ጊዜ ይቀንሳል። ይህ የሚገኘው የኒውትሮን መምጠጫዎችን ወደ ዋናው ክፍል በማስተዋወቅ ነው, ይህም በኋላ ከዋናው ሊወገድ ይችላል. ልክ በሰንሰለት አጸፋዊ መቆጣጠሪያ ንጥረ ነገሮች ውስጥ የሚስቡ ንጥረ ነገሮች በአንድ ወይም በሌላ መስቀለኛ ክፍል በትሮች ቁሳቁስ ውስጥ ይካተታሉ ፣ በዋናው ውስጥ ባሉ ተጓዳኝ ሰርጦች ላይ ይጓዛሉ። ነገር ግን አንድ ፣ ሁለት ወይም ብዙ ዘንጎች ለቁጥጥር በቂ ከሆኑ ፣የመጀመሪያውን የእንቅስቃሴ መጠን ለማካካስ የዘንጎች ብዛት በመቶዎች የሚቆጠሩ ሊደርስ ይችላል። እነዚህ ዘንጎች ማካካሻ ይባላሉ. ዘንጎችን መቆጣጠር እና ማካካሻ የግድ የተለያዩ መዋቅራዊ አካላት አይደሉም። በርካታ የማካካሻ ዘንጎች የመቆጣጠሪያ ዘንጎች ሊሆኑ ይችላሉ, ነገር ግን የሁለቱም ተግባራት የተለያዩ ናቸው. የመቆጣጠሪያው ዘንጎች በማንኛውም ጊዜ ወሳኝ ሁኔታን ለመጠበቅ, ለማቆም, ሬአክተሩን ለመጀመር, ከአንድ የኃይል ደረጃ ወደ ሌላ ለመቀየር የተነደፉ ናቸው. እነዚህ ሁሉ ክዋኔዎች በእንደገና እንቅስቃሴ ላይ ትንሽ ለውጦች ያስፈልጋቸዋል. የማካካሻ ዘንጎች ቀስ በቀስ ከሪአክተር ኮር ውስጥ ይወጣሉ, ይህም በሚሠራበት ጊዜ ሁሉ ወሳኝ ሁኔታን ያረጋግጣል.

አንዳንድ ጊዜ የመቆጣጠሪያ ዘንጎች የሚሠሩት ከሚስቡ ነገሮች ሳይሆን ከፋሲል ወይም ከተበታተነ ቁሳቁስ ነው. በቴርማል ሪአክተሮች ውስጥ እነዚህ በዋናነት የኒውትሮን መምጠጫዎች ሲሆኑ ውጤታማ ፈጣን የኒውትሮን መምጠጫዎች የሉም። እንደ ካድሚየም ፣ ሃፊኒየም እና ሌሎችም ያሉ አስመጪዎች ከመጀመሪያው ሬዞናንስ ወደ የሙቀት ክልል ቅርበት ምክንያት የሙቀት ኒውትሮን ብቻ ይወስዳሉ ፣ እና ከኋለኛው ውጭ በመምጠጥ ባህሪያቸው ውስጥ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች አይለያዩም። ልዩ የሆነው ቦሮን የኒውትሮን መሳብ መስቀለኛ ክፍል ከተጠቆሙት ንጥረ ነገሮች በበለጠ በዝግታ በሃይል የሚቀንስ ሲሆን በ L/v ህግ መሰረት። ስለዚህ ቦሮን ፈጣን ኒውትሮኖችን ይቀበላል ፣ ምንም እንኳን ደካማ ቢሆንም ፣ ግን ከሌሎች ንጥረ ነገሮች በተሻለ። በ 10B isotope ውስጥ የበለፀገ ቦሮን ብቻ በፈጣን የኒውትሮን ሬአክተር ውስጥ እንደ መምጠጥ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። ከቦሮን በተጨማሪ የፊስሌል ቁሶች በፍጥነት በኒውትሮን ሬአክተሮች ውስጥ ለቁጥጥር ዘንጎችም ያገለግላሉ። ከፋሲል ማቴሪያል የተሰራ የማካካሻ ዘንግ እንደ ኒውትሮን መሳብያ ዘንግ ተመሳሳይ ተግባር ያከናውናል፡ በተፈጥሮው መቀነስ የሪአክተሩን ምላሽ ይጨምራል። ሆኖም ግን ፣ እንደ አምሳያ ሳይሆን ፣ እንዲህ ዓይነቱ ዘንግ በሪአክተር ኦፕሬሽኑ መጀመሪያ ላይ ከዋናው ውጭ ይገኛል ፣ ከዚያም ወደ ዋናው ውስጥ ይገባል ።

በፈጣን ሬአክተሮች ውስጥ ከሚገኙት የስርጭት ቁሶች ውስጥ፣ ኒኬል ጥቅም ላይ ይውላል፣ እሱም ፈጣን ኒውትሮን ከሌሎች ንጥረ ነገሮች መስቀለኛ ክፍል በመጠኑ የሚበተነ ነው። የተበታተኑ ዘንጎች ከዋናው አካባቢ ጋር ተቀምጠዋል እና በተዛማጅ ቻናል ውስጥ መግባታቸው ከዋናው የኒውትሮን መፍሰስ እንዲቀንስ እና በዚህም ምክንያት የእንቅስቃሴ መጨመር ያስከትላል። በአንዳንድ ልዩ ሁኔታዎች, የሰንሰለት ምላሽን የመቆጣጠር አላማ የኒውትሮን አንጸባራቂዎች ተንቀሳቃሽ ክፍሎች ናቸው, በሚንቀሳቀሱበት ጊዜ, የኒውትሮን ፍሰትን ከዋናው ይለውጣሉ. የመቆጣጠሪያው, የማካካሻ እና የአደጋ ጊዜ ዘንጎች, ሁሉም መደበኛ ተግባራቸውን የሚያረጋግጡ መሳሪያዎች, የሬአክተር ቁጥጥር እና ጥበቃ ስርዓት (ሲፒኤስ) ይመሰርታሉ.

የአደጋ መከላከያ;

የኑክሌር ሬአክተር የአደጋ ጊዜ ጥበቃ - በሪአክተር ኮር ውስጥ የኑክሌር ሰንሰለት ምላሽን በፍጥነት ለማቆም የተነደፉ መሳሪያዎች ስብስብ።

ከኒውክሌር ሬአክተር መለኪያዎች ውስጥ አንዱ ወደ አደጋ ሊያመራ የሚችል እሴት ላይ ሲደርስ የነቃ የአደጋ ጊዜ ጥበቃ በራስ-ሰር ይነሳል። እንደነዚህ ያሉ መለኪያዎች ሊሆኑ ይችላሉ-የሙቀት መጠን, ግፊት እና የኩላንት ፍሰት መጠን, የኃይል መጨመር ደረጃ እና መጠን.

የአደጋ ጊዜ ጥበቃ አስፈፃሚ አካላት, በአብዛኛዎቹ ጉዳዮች, ኒውትሮን በደንብ የሚስብ ንጥረ ነገር (ቦሮን ወይም ካድሚየም) ያላቸው ዘንጎች ናቸው. አንዳንድ ጊዜ ሬአክተሩን ለመዝጋት ፈሳሽ ማጭበርበሪያ ወደ coolant loop ውስጥ ይጣላል።

ከንቁ ጥበቃ በተጨማሪ, ብዙ ዘመናዊ ዲዛይኖች እንዲሁ የመተላለፊያ መከላከያ አካላትን ያካትታሉ. ለምሳሌ, የ VVER ሪአክተሮች ዘመናዊ ስሪቶች "የአደጋ ጊዜ ኮር ማቀዝቀዣ ስርዓት" (ኢሲሲኤስ) - ልዩ ታንኮች ከቦሪ አሲድ ጋር ከሬአክተሩ በላይ ይገኛሉ. ከፍተኛው የንድፍ መሰረት አደጋ (የሪአክተሩ ዋና የማቀዝቀዝ ዑደት መቋረጥ) ሲከሰት የእነዚህ ታንኮች ይዘት በሪአክተር ኮር ውስጥ በስበት ኃይል እና የኑክሌር ሰንሰለት ምላሽ በከፍተኛ መጠን ቦሮን በያዘ ንጥረ ነገር ይጠፋል። ኒውትሮን በደንብ የሚስብ.

እንደ "የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች የሬአክተር ጭነቶች የኑክሌር ደህንነት ደንቦች" ቢያንስ ከተሰጡት የሬአክተር መዝጋት ስርዓቶች አንዱ የአደጋ መከላከያ (ኢፒ) ተግባርን ማከናወን አለበት. የአደጋ ጊዜ ጥበቃ ቢያንስ ሁለት ገለልተኛ የሥራ አካላት ሊኖሩት ይገባል። በ AZ ምልክት ላይ የ AZ የሥራ አካላት ከማንኛውም የሥራ ወይም መካከለኛ ቦታዎች መነሳት አለባቸው.

የ AZ መሳሪያዎች ቢያንስ ሁለት ገለልተኛ ስብስቦችን ማካተት አለባቸው.

እያንዳንዱ የ AZ መሣሪያዎች ስብስብ በኒውትሮን ፍሰት ጥግግት ውስጥ ከ 7% ወደ 120% የስም እሴት በሚቀየርበት መንገድ መቀረፅ አለበት ።

1. በኒውትሮን ፍሰት ጥግግት መሠረት - ቢያንስ ሦስት ገለልተኛ ሰርጦች;
2. በኒውትሮን ፍሰቱ መጠን መጨመር መሰረት - ቢያንስ በሶስት ገለልተኛ ሰርጦች.

እያንዳንዱ የ AZ መሣሪያዎች ስብስብ በጠቅላላው የሂደት መለኪያዎች በሪአክተር ፋብሪካ (RP) ዲዛይን ውስጥ የተቋቋመ ለውጥ በሚደረግበት መንገድ የተነደፈ መሆን አለበት ፣ የአደጋ መከላከያ ለእያንዳንዱ የሂደት ግቤት ቢያንስ በሦስት ገለልተኛ ሰርጦች ይሰጣል ። አስፈላጊ.

የ AZ actuators የእያንዳንዱ ስብስብ የቁጥጥር ትዕዛዞች ቢያንስ በሁለት ቻናሎች መተላለፍ አለባቸው። ይህ ስብስብ ከስራ ውጭ ሳይወሰድ በአንዱ የ AZ መሳሪያዎች ስብስብ ውስጥ አንድ ቻናል ከስራ ሲወጣ, ለዚህ ቻናል የማንቂያ ደወል በራስ-ሰር መነሳት አለበት.

የአደጋ ጊዜ መከላከያ መቋረጥ ቢያንስ በሚከተሉት ሁኔታዎች ውስጥ መከሰት አለበት.

1. ከኒውትሮን ፍሰት እፍጋት አንፃር የ AZ ስብስብ ነጥብ ላይ ሲደርሱ።
2. የኒውትሮን ፍሰት መጠን መጨመርን በተመለከተ የ AZ ስብስብ ነጥብ ላይ ሲደርሱ.
3. በማንኛውም የ AZ መሳሪያዎች እና የሲፒኤስ የኃይል አቅርቦት አውቶቡሶች ከስራ ውጭ ያልተወሰዱ የኃይል ማመንጫዎች ቢከሰት.
4. በኒውትሮን ፍሰቱ መጠን ወይም በኒውትሮን ፍሰቱ መጠን ያልተቋረጠ የ AZ መሳሪያዎች ስብስብ ከሶስቱ የመከላከያ ቻናሎች ውስጥ ሁለቱ ውድቀት ቢከሰት.
5. የ AZ ቅንጅቶች በቴክኖሎጂ መለኪያዎች ሲደርሱ, በዚህ መሠረት ጥበቃን ማካሄድ አስፈላጊ ነው.
6. የ AZ አሠራር ከቁልፍ መቆጣጠሪያ ነጥብ (BCR) ወይም የመጠባበቂያ መቆጣጠሪያ ነጥብ (RCP) ሲጀምር.

ምናልባት አንድ ሰው የኑክሌር ኃይል ማመንጫው እንዴት መሥራት እንደጀመረ ባጭሩ ሳይንሳዊ በሆነ መልኩ እንኳን ሊያስረዳ ይችል ይሆን? :-)

እንደ አንድ ርዕስ አስታውስ ዋናው መጣጥፍ በድር ጣቢያው ላይ ነው። መረጃGlaz.rfይህ ቅጂ ከተሰራበት ጽሑፍ ጋር አገናኝ -

ዛሬ ወደ ኑክሌር ፊዚክስ አለም አጭር ጉዞ እናደርጋለን። የጉብኝታችን ጭብጥ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ይሆናል። እንዴት እንደሚሰራ, ምን አይነት አካላዊ መርሆዎች በስራው ላይ እንደሚገኙ እና ይህ መሳሪያ የት ጥቅም ላይ እንደሚውል ይማራሉ.

የኑክሌር ኃይል መወለድ

በዓለም የመጀመሪያው የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ በ 1942 በአሜሪካ ውስጥ ተገንብቷል.በኖቤል ተሸላሚ ኤንሪኮ ፈርሚ የሚመራ የፊዚክስ ሊቃውንት የሙከራ ቡድን። በተመሳሳይ ጊዜ, እራሳቸውን የሚደግፉ የዩራኒየም ፊዚሽን ምላሽ አደረጉ. የአቶሚክ ጂኒ ተለቋል.

የመጀመሪያው የሶቪየት የኑክሌር ኃይል ማመንጫ በ 1946 ተጀመረ.እና 8 ዓመታት በኋላ, Obninsk ከተማ ውስጥ በዓለም የመጀመሪያው የኑክሌር ኃይል ማመንጫ የአሁኑ ሰጥቷል. በዩኤስኤስአር የኑክሌር ኃይል ኢንዱስትሪ ውስጥ የሥራ ዋና ሳይንሳዊ ተቆጣጣሪ በጣም ጥሩ የፊዚክስ ሊቅ ነበር። Igor Vasilievich Kurchatov.

ከዚያን ጊዜ ጀምሮ በርካታ ትውልዶች የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ተለውጠዋል, ነገር ግን የንድፍ ዋና ዋና ነገሮች አልተቀየሩም.

የኑክሌር ሬአክተር አናቶሚ

ይህ የኒውክሌር ተቋም ከጥቂት ኪዩቢክ ሴንቲሜትር እስከ ብዙ ኪዩቢክ ሜትር የሚደርስ የሲሊንደሪክ አቅም ያለው ወፍራም ግድግዳ ያለው የብረት ማጠራቀሚያ ነው።

በዚህ ሲሊንደር ውስጥ ቅድስተ ቅዱሳን አለ - ሬአክተር ኮር.የኑክሌር ነዳጅ ፍንጣቂ ሰንሰለት ምላሽ የሚከናወነው እዚህ ነው።

ይህ ሂደት እንዴት እንደሚካሄድ እንይ.

የከባድ ንጥረ ነገሮች ኒውክሊየስ ፣ በተለይም ዩራኒየም-235 (U-235),በትንሽ የኃይል ግፊት ተፅእኖ በግምት በግምት በ 2 ቁርጥራጮች ውስጥ መውደቅ ይችላሉ። የዚህ ሂደት መንስኤ ኒትሮን ነው.

ቁርጥራጮች ብዙውን ጊዜ ባሪየም እና ክሪፕቶን ኒውክሊየስ ናቸው። እያንዳንዳቸው አዎንታዊ ክፍያን ይይዛሉ, ስለዚህ የኩሎምብ መቀልበስ ኃይሎች በብርሃን ፍጥነት በ 1/30 ፍጥነት በተለያየ አቅጣጫ እንዲበተኑ ያስገድዳቸዋል. እነዚህ ቁርጥራጮች ከፍተኛ የኪነቲክ ኃይል ተሸካሚዎች ናቸው።

ለተግባራዊ የኃይል አጠቃቀም, መለቀቅ እራሱን የሚደግፍ መሆን አለበት. ሰንሰለት ምላሽ,በጥያቄ ውስጥ ያለው ይህ ሁሉ የበለጠ ትኩረት የሚስብ ነው ምክንያቱም እያንዳንዱ የፊዚዮሎጂ ክስተት ከኒውትሮን ልቀት ጋር አብሮ ስለሚሄድ ነው። ለአንድ የመጀመሪያ ኒውትሮን በአማካይ 2-3 አዳዲስ ኒውትሮኖች ይነሳሉ. የፊስሌል የዩራኒየም ኒዩክሊየሮች ቁጥር እንደ በረዶ እያደገ ነው።ከፍተኛ ኃይል እንዲለቀቅ ያደርጋል. ይህ ሂደት ቁጥጥር ካልተደረገበት, የኑክሌር ፍንዳታ ይከሰታል. ውስጥ ይካሄዳል።

የኒውትሮኖችን ብዛት ለመቆጣጠር ኒውትሮን የሚወስዱ ቁሳቁሶች ወደ ስርዓቱ ውስጥ ይገባሉ,ለስላሳ ጉልበት መስጠት. ካድሚየም ወይም ቦሮን እንደ ኒውትሮን መሳብ ያገለግላሉ።

የስብርባሪዎችን ግዙፍ የኪነቲክ ሃይል እንዴት መግታት እና መጠቀም ይቻላል? ለእነዚህ ዓላማዎች, ማቀዝቀዣ ጥቅም ላይ ይውላል, ማለትም. ቁርጥራጮቹ የሚቀነሱበት እና ወደ ከፍተኛ የሙቀት መጠን የሚሞቁበት ልዩ መካከለኛ። እንዲህ ዓይነቱ መካከለኛ ተራ ወይም ከባድ ውሃ, ፈሳሽ ብረቶች (ሶዲየም), እንዲሁም አንዳንድ ጋዞች ሊሆን ይችላል. የኩላንት ወደ የእንፋሎት ሁኔታ እንዳይሸጋገር, ከፍተኛ ግፊት በዋና (እስከ 160 ኤቲኤም) ውስጥ ይጠበቃል.በዚህ ምክንያት የሬአክተሩ ግድግዳዎች ከአሥር ሴንቲሜትር የተሠሩ ልዩ ደረጃዎች የተሠሩ ናቸው.

ኒውትሮኖች ከኒውክሌር ነዳጅ የሚበሩ ከሆነ, የሰንሰለቱ ምላሽ ሊቋረጥ ይችላል. ስለዚህ, በጣም ወሳኝ የሆነ የፋይል ቁስ አካል አለ, ማለትም. የሰንሰለት ምላሽ የሚቆይበት ዝቅተኛው ክብደት። በሪአክተር ኮር ዙሪያ አንጸባራቂ መኖሩን ጨምሮ በተለያዩ መለኪያዎች ይወሰናል. የኒውትሮን ወደ አካባቢው እንዳይፈስ ለመከላከል ያገለግላል. ለዚህ መዋቅራዊ አካል በጣም የተለመደው ቁሳቁስ ግራፋይት ነው.

በሪአክተሩ ውስጥ የሚከናወኑት ሂደቶች በጣም አደገኛ የሆነውን የጨረር አይነት - ጋማ ጨረሮችን በመልቀቃቸው አብሮ ይመጣል። ይህንን አደጋ ለመቀነስ የፀረ-ጨረር መከላከያ ይሰጣል.

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ እንዴት እንደሚሰራ

የኑክሌር ነዳጅ, የነዳጅ ንጥረ ነገሮች ተብሎ የሚጠራው, በሪአክተር ኮር ውስጥ ይቀመጣል. ከፋሲል ማቴሪያል የተሰሩ እና ወደ 3.5 ሜትር ርዝመትና 10 ሚሊ ሜትር ዲያሜትር ወደ ቀጭን ቱቦዎች የታሸጉ ጽላቶች ናቸው።

በመቶዎች የሚቆጠሩ ተመሳሳይ ዓይነት የነዳጅ ስብስቦች በዋና ውስጥ ይቀመጣሉ, እና በሰንሰለት ምላሽ ጊዜ የሚለቀቁ የሙቀት ኃይል ምንጮች ይሆናሉ. የነዳጅ ዘንጎቹን የሚያጥበው ማቀዝቀዣ የሪአክተሩን የመጀመሪያውን ዑደት ይፈጥራል.

ወደ ከፍተኛ መመዘኛዎች በማሞቅ ወደ የእንፋሎት ማመንጫው ውስጥ ይጣላል, ጉልበቱን ወደ ሁለተኛው ዑደት ውሃ ያስተላልፋል, ወደ እንፋሎት ይለውጣል. የተገኘው የእንፋሎት ተርባይን ጄነሬተር ይሽከረከራል. በዚህ ክፍል የሚመነጨው ኤሌክትሪክ ለተጠቃሚው ይተላለፋል። እና የጭስ ማውጫው እንፋሎት, ከቀዝቃዛው ኩሬ ውስጥ በውሃ የቀዘቀዘ, በኮንዳክሽን መልክ, ወደ የእንፋሎት ማመንጫው ይመለሳል. ዑደቱ ይዘጋል.

የኒውክሌር ተከላ እንዲህ ዓይነቱ ባለ ሁለት-ወረዳ ክዋኔ ከገደቡ በላይ በዋና ውስጥ የተከሰቱ ሂደቶችን የሚያመጣውን የጨረር ስርጭትን አያካትትም።

ስለዚህ የኃይል ለውጥ ሰንሰለት በሪአክተር ውስጥ ይከናወናል-የፋይሲል ቁስ → የኑክሌር ኃይል ወደ ቁርጥራጭ ኃይል → የኩላንት የሙቀት ኃይል → የተርባይን → እና በጄነሬተር ውስጥ ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል።

የማይቀር የኃይል ማጣት ወደ እውነታው ይመራል የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ውጤታማነት በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ ነው, 33-34%.

በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ላይ የኤሌክትሪክ ኃይል ከማመንጨት በተጨማሪ የኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች የተለያዩ ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖችን ለማምረት፣ በብዙ የኢንዱስትሪ ዘርፎች ላይ ምርምር ለማድረግ እና የኢንዱስትሪ ሬአክተሮችን የሚፈቀዱ መለኪያዎች ለማጥናት ያገለግላሉ። ለተሽከርካሪ ሞተሮች ኃይል የሚሰጡ የትራንስፖርት ሪአክተሮች ከጊዜ ወደ ጊዜ እየተስፋፉ መጥተዋል።

የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ዓይነቶች

በተለምዶ የኑክሌር ማመንጫዎች በዩራኒየም U-235 ይሰራሉ። ይሁን እንጂ በተፈጥሮ ቁሳቁስ ውስጥ ያለው ይዘት እጅግ በጣም ዝቅተኛ ነው, 0.7% ብቻ ነው. ዋናው የተፈጥሮ የዩራኒየም ብዛት U-238 isotope ነው። በ U-235 ውስጥ ያለው የሰንሰለት ምላሽ ሊፈጠር የሚችለው በዝግታ በኒውትሮን ብቻ ነው፣ እና U-238 isotope በፈጣን ኒውትሮን ብቻ የተሰነጠቀ ነው። በኒውክሌር መጨናነቅ ምክንያት ሁለቱም ቀርፋፋ እና ፈጣን ኒውትሮኖች ይወለዳሉ። ፈጣን ኒውትሮኖች፣ በማቀዝቀዝ (ውሃ) ውስጥ የፍጥነት መቀነስ እያጋጠማቸው፣ ቀርፋፋ ይሆናሉ። ነገር ግን በተፈጥሮ ዩራኒየም ውስጥ ያለው የ U-235 isotope መጠን በጣም ትንሽ ስለሆነ ወደ ማበልጸግ አስፈላጊ ሲሆን ትኩረቱን ወደ 3-5% ያመጣል. ይህ ሂደት በጣም ውድ እና ኢኮኖሚያዊ ኪሳራ ነው. በተጨማሪም, የዚህ isotope የተፈጥሮ ሀብቶች ድካም ጊዜ ከ100-120 ዓመታት ብቻ ይገመታል.

ስለዚህ, በኑክሌር ኢንዱስትሪ ውስጥ በፈጣን ኒውትሮን ላይ ወደሚሰሩ ሪአክተሮች ቀስ በቀስ የሚደረግ ሽግግር አለ።

ዋና ልዩነታቸው ፈሳሽ ብረቶች እንደ ማቀዝቀዣነት የሚያገለግሉ ሲሆን ይህም የኒውትሮን ፍጥነት አይቀንስም, እና U-238 እንደ ኒውክሌር ነዳጅ ነው. የዚህ isotope ኒውክሊየሮች በኒውክሌር ለውጥ ሰንሰለት በኩል ወደ ፕሉቶኒየም-239 ያልፋሉ ፣ እሱም እንደ U-235 በተመሳሳይ መልኩ በሰንሰለት ምላሽ ይያዛል። ማለትም ፣ የኑክሌር ነዳጅ መራባት አለ ፣ እና ከ ፍጆታው በሚበልጥ መጠን።

እንደ ባለሙያዎች ገለጻ Uranium-238 isotope ክምችት ለ 3,000 ዓመታት ሊቆይ ይገባል.ይህ ጊዜ የሰው ልጅ ሌሎች ቴክኖሎጂዎችን ለማዳበር በቂ ጊዜ እንዲያገኝ በቂ ነው።

በኑክሌር ኃይል አጠቃቀም ላይ ችግሮች

ከኒውክሌር ኃይል ግልጽ ጠቀሜታዎች ጋር, ከኒውክሌር ፋሲሊቲዎች አሠራር ጋር የተያያዙ የችግሮች መጠን ሊቀንስ አይችልም.

ከእነዚህ ውስጥ የመጀመሪያው ነው ሬዲዮአክቲቭ ቆሻሻን እና የተበታተኑ መሳሪያዎችን ማስወገድየኑክሌር ኃይል. እነዚህ ንጥረ ነገሮች ንቁ የሆነ የጨረር ዳራ አላቸው, እሱም ለረጅም ጊዜ የሚቆይ. እነዚህን ቆሻሻዎች ለማስወገድ ልዩ የእርሳስ እቃዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ. እስከ 600 ሜትር ጥልቀት ባለው የፐርማፍሮስት አካባቢዎች መቀበር አለባቸው. ስለዚህ የራዲዮአክቲቭ ቆሻሻን የማቀነባበር ዘዴን ለመፈለግ በየጊዜው እየተሰራ ነው, ይህም የአወጋገድን ችግር መፍታት እና የፕላኔታችንን ስነ-ምህዳር ለመጠበቅ ይረዳል.

ሁለተኛው ትልቅ ችግር ነው። በ NPP አሠራር ወቅት ደህንነትን ማረጋገጥ.እንደ ቼርኖቤል ያሉ ዋና ዋና አደጋዎች የብዙ ሰዎችን ህይወት ሊቀጥፉ እና ሰፋፊ ግዛቶችን ከአገልግሎት ውጪ ያደርጋቸዋል።

በጃፓን የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ጣቢያ "ፉኩሺማ-1" ላይ የደረሰው አደጋ በኑክሌር ፋሲሊቲዎች ላይ ድንገተኛ ሁኔታ ሲያጋጥም እራሱን የገለጠውን አደጋ አረጋግጧል።

ይሁን እንጂ የኒውክሌር ሃይል እድሎች በጣም ትልቅ ከመሆናቸው የተነሳ የአካባቢ ችግሮች ከበስተጀርባ እየደበዘዙ ይሄዳሉ።

ዛሬ የሰው ልጅ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ያለውን የኃይል ረሃብን ለማርካት ሌላ መንገድ የለውም. የወደፊቱ የኑክሌር ኃይል ኢንዱስትሪ መሠረት ምናልባት የኑክሌር ነዳጅ የማዳቀል ተግባር ጋር "ፈጣን" ሬአክተሮች ይሆናል.

ይህ መልእክት ለእርስዎ ጠቃሚ ቢሆን ኖሮ እርስዎን በማየቴ ደስ ብሎኝ ነበር።

በሃያኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ የሰው ልጅ ትኩረት በአቶሙ ላይ ያተኮረ ነበር እና ሳይንቲስቶች የኑክሌር ምላሽ ላይ ያተኮሩ ሲሆን መጀመሪያ ላይ በማንሃተን ፕሮጀክት ስር የመጀመሪያውን የኑክሌር ቦምቦችን በመፍጠር ለወታደራዊ ዓላማዎች ለመጠቀም ወሰኑ ። ነገር ግን በ 50 ዎቹ የ XX ክፍለ ዘመን በዩኤስኤስ አር ውስጥ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ለሰላማዊ ዓላማዎች ጥቅም ላይ ውሏል. ሰኔ 27 ቀን 1954 በዓለም የመጀመሪያው የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ 5000 ኪሎ ዋት አቅም ያለው የሰው ልጅ አገልግሎት እንደጀመረ ይታወቃል። ዛሬ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ 4000 ሜጋ ዋት ወይም ከዚያ በላይ ማለትም ከግማሽ ምዕተ ዓመት በፊት ከነበረው በ800 እጥፍ ኤሌክትሪክ ማመንጨት ይችላል።

የኑክሌር ሬአክተር ምንድን ነው፡ መሰረታዊ ፍቺ እና የክፍሉ ዋና ክፍሎች

የኑክሌር ሬአክተር ትክክለኛ ቁጥጥር የሚደረግበት የኑክሌር ምላሽን በመጠበቅ ምክንያት ኃይል የሚፈጠርበት ልዩ አሃድ ነው። "አቶሚክ" የሚለውን ቃል "ሪአክተር" ከሚለው ቃል ጋር በማጣመር መጠቀም ይፈቀዳል. ብዙዎች በአጠቃላይ የ"ኑክሌር" እና "አቶሚክ" ጽንሰ-ሀሳቦች ተመሳሳይነት አላቸው, ምክንያቱም በመካከላቸው መሠረታዊ ልዩነት ስለሌላቸው. ነገር ግን የሳይንስ ተወካዮች ወደ ትክክለኛው ውህደት - "የኑክሌር ሬአክተር" ያዘነብላሉ.

የሚስብ እውነታ!የኑክሌር ምላሾች ከኃይል መለቀቅ ወይም ከመምጠጥ ጋር ሊቀጥሉ ይችላሉ።

በኑክሌር ኃይል ማመንጫ መሳሪያ ውስጥ ያሉት ዋና ዋና ክፍሎች የሚከተሉት ንጥረ ነገሮች ናቸው.

አወያይ;
የመቆጣጠሪያ ዘንጎች;
የዩራኒየም isotopes የበለፀጉ ድብልቅ የያዙ ዘንጎች;
በጨረር ላይ ልዩ የመከላከያ ንጥረ ነገሮች;
ማቀዝቀዣ;
የእንፋሎት ማመንጫ;
ተርባይን;
ጀነሬተር;
Capacitor;
የኑክሌር ነዳጅ.

በፊዚክስ ሊቃውንት የሚወሰኑት የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ሥራ መሰረታዊ መርሆች ምንድን ናቸው እና ለምን የማይናወጡ ናቸው

የኑክሌር ሬአክተር አሠራር መሠረታዊ መርህ በኑክሌር ምላሽ መገለጫ ባህሪያት ላይ የተመሠረተ ነው። አንድ መደበኛ አካላዊ ሰንሰለት የኑክሌር ሂደት ቅጽበት ላይ ቅንጣቱ ከአቶሚክ አስኳል ጋር መስተጋብር, በዚህም ምክንያት, አስኳል ሁለተኛ ቅንጣቶች ልቀት ጋር አዲስ ሰው, ሳይንቲስቶች ጋማ quanta ብለው ይጠሩታል. በኒውክሌር ሰንሰለት ምላሽ ወቅት ከፍተኛ መጠን ያለው የሙቀት ኃይል ይወጣል. የሰንሰለት ምላሽ የሚካሄድበት ቦታ ሬአክተር ኮር ይባላል።

የሚስብ እውነታ!ንቁው ዞን እንደ ማቀዝቀዣ ሆኖ የሚያገለግለው ተራ ውሃ የሚፈስበትን ቦይለር ይመስላል።

የኒውትሮን መጥፋትን ለመከላከል የሬአክተር ኮር ቦታ በልዩ የኒውትሮን አንጸባራቂ የተከበበ ነው። ዋናው ሥራው አብዛኞቹን የሚለቁትን ኒውትሮኖችን ወደ ዋናው አለመቀበል ነው። አንጸባራቂው ብዙውን ጊዜ እንደ አወያይ የሚያገለግለው ተመሳሳይ ንጥረ ነገር ነው።

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ዋናው መቆጣጠሪያ የሚከናወነው በልዩ የመቆጣጠሪያ ዘንጎች እርዳታ ነው. እነዚህ ዘንጎች ወደ ሬአክተር ኮር ውስጥ እንዲገቡ እና ለክፍሉ አሠራር ሁሉንም ሁኔታዎች እንደሚፈጥሩ ይታወቃል. በተለምዶ የመቆጣጠሪያ ዘንጎች የሚሠሩት ከቦሮን እና ካድሚየም ኬሚካላዊ ውህዶች ነው. እነዚህ ንጥረ ነገሮች ለምን ጥቅም ላይ ይውላሉ? አዎ ፣ ሁሉም ምክንያቱም ቦሮን ወይም ካድሚየም የሙቀት ኒውትሮኖችን ውጤታማ በሆነ መንገድ መውሰድ ይችላሉ። እና ማስጀመሪያው እንደታቀደ በኑክሌር ሬአክተር አሠራር መርህ መሰረት የቁጥጥር ዘንጎች ወደ ዋናው ክፍል ውስጥ ይገባሉ። ተቀዳሚ ተግባራቸው የኒውትሮኖችን ጉልህ ክፍል በመምጠጥ የሰንሰለት ምላሽ እንዲፈጠር ያደርጋል። ውጤቱ በሚፈለገው ደረጃ ላይ መድረስ አለበት. ኃይሉ ከተቀመጠው ደረጃ በላይ ሲጨምር አውቶማቲክ ማሽኖች ይከፈታሉ, ይህም የመቆጣጠሪያ ዘንጎችን ወደ ሬአክተር ኮር ውስጥ ጠልቀው እንዲገቡ ያደርጋል.

ስለዚህ የቁጥጥር ወይም የመቆጣጠሪያ ዘንጎች በሙቀት አማቂ ኑክሌር ኃይል ማመንጫ ውስጥ ትልቅ ሚና እንደሚጫወቱ ግልጽ ይሆናል.

እና የኒውትሮን መፍሰስን ለመቀነስ፣ የሪአክተር ኮር በኒውትሮን አንጸባራቂ ተከብቦ በነፃነት የሚለቀቁትን ከፍተኛ መጠን ያለው ኒውትሮን ወደ ኮር ውስጥ ይጥላል። በአንጸባራቂው ትርጉም ውስጥ, በአብዛኛው ተመሳሳይ ንጥረ ነገር እንደ አወያይ ጥቅም ላይ ይውላል.

በስታንዳርድ መሰረት የአወያይ ንጥረ ነገር አተሞች ኒውክሊየስ በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ አነስተኛ ክብደት ስላለው ከብርሃን አስኳል ጋር በሚጋጭበት ጊዜ በሰንሰለቱ ውስጥ ያለው ኒውትሮን ከከባድ ጋር ከመጋጨቱ የበለጠ ሃይል ያጣል። በጣም የተለመዱት አወያዮች ተራ ውሃ ወይም ግራፋይት ናቸው.

የሚስብ እውነታ!በኒውክሌር ምላሽ ሂደት ውስጥ ያሉ ኒውትሮኖች እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የእንቅስቃሴ ፍጥነት ተለይተው ይታወቃሉ ፣ ስለሆነም አወያይ ያስፈልጋል ፣ ኒውትሮኖችን የተወሰነ ጉልበታቸውን እንዲያጡ ይገፋፋቸዋል።

አላማው በሪአክተሩ ልብ ውስጥ የሚፈጠረውን ሃይል ማስወገድ ስለሆነ በአለም ላይ ያለ አንድም ሬአክተር ያለ ኩላንት እርዳታ በመደበኛነት መስራት አይችልም። እንደ ማቀዝቀዣ፣ ፈሳሽ ወይም ጋዞች ኒውትሮኖችን የመምጠጥ አቅም ስለሌላቸው የግድ ጥቅም ላይ ይውላሉ። የውሃ ፣ የካርቦን ዳይኦክሳይድ ፣ እና አንዳንዴም ፈሳሽ ሜታሊካዊ ሶዲየም - ለኮምፓክት የኑክሌር ሬአክተር የሚሆን ማቀዝቀዣ ምሳሌ እንስጥ።

ስለዚህ የኑክሌር ሬአክተር ሥራ መርሆዎች ሙሉ በሙሉ በሰንሰለት ምላሽ ህጎች ላይ የተመሰረቱ ናቸው ፣ የእሱ አካሄድ። ሁሉም የሬአክተሩ አካላት - አወያይ, ዘንግ, ማቀዝቀዣ, የኑክሌር ነዳጅ - ተግባራቸውን ያከናውናሉ, ይህም የሬአክተሩን መደበኛ አሠራር ያመጣል.

ለኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ምን ዓይነት ነዳጅ ጥቅም ላይ ይውላል እና ለምን በትክክል እነዚህ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ተመርጠዋል

በሪአክተሮች ውስጥ ያለው ዋናው ነዳጅ የዩራኒየም ኢሶቶፕስ፣ እንዲሁም ፕሉቶኒየም ወይም ቶሪየም ሊሆን ይችላል።

እ.ኤ.አ. በ 1934 ኤፍ. ጆሊዮት-ኩሪ የዩራኒየም ኒውክሊየስን የመፍጨት ሂደትን ሲመለከት በኬሚካላዊ ምላሽ ምክንያት የዩራኒየም ኒውክሊየስ ወደ ቁርጥራጮች - ኒውክሊየስ እና ሁለት ወይም ሶስት ነፃ ኒውትሮን እንደተከፋፈለ አስተዋለ። ይህ ማለት ደግሞ ነፃ ኒውትሮን ከሌሎች የዩራኒየም ኒውክሊየሮች ጋር ተቀላቅሎ ሌላ መበጣጠስ የሚችልበት እድል አለ ማለት ነው። እናም የሰንሰለቱ ምላሽ እንደሚተነብይ፡ ከስድስት እስከ ዘጠኝ የሚደርሱ ኒውትሮኖች ከሶስት የዩራኒየም ኒዩክሊየሮች ይለቀቃሉ እና እንደገና ከተፈጠሩት ኒውክሊየሮች ጋር ይቀላቀላሉ። እና ስለዚህ ማስታወቂያ infinitum ላይ።

ማስታወስ ጠቃሚ ነው!በኒውክሌር ፊዚሽን ወቅት ብቅ ያሉት ኒውትሮኖች የዩራኒየም ኢሶቶፕን በጅምላ ቁጥር 235 የዩራኒየም ኢሶቶፕን አስኳል መቆራረጥ እና የዩራኒየም ኢሶቶፕ ኒውክሊየስን በ 238 የጅምላ ቁጥር 238 ን በማጥፋት አነስተኛ ኃይል ሊኖር ይችላል ። በመበስበስ ሂደት ውስጥ የሚነሱ.

የዩራኒየም ቁጥር 235 በተፈጥሮ ውስጥ ብርቅ ነው. እሱ 0.7% ብቻ ይይዛል ፣ ግን የተፈጥሮ ዩራኒየም-238 የበለጠ ሰፊ ቦታን ይይዛል እና 99.3% ይይዛል።

በተፈጥሮ ውስጥ የዩራኒየም-235 አነስተኛ ክፍል ቢኖርም ፣ የፊዚክስ ሊቃውንት እና ኬሚስቶች አሁንም ሊከለክሉት አይችሉም ፣ ምክንያቱም ለሰው ልጅ ኃይል የማግኘት ሂደትን ዋጋ በመቀነስ ለኑክሌር ሬአክተር በጣም ውጤታማ የሆነው።

የመጀመሪያዎቹ የኑክሌር ማመንጫዎች መቼ ተገለጡ እና ዛሬ የት ጥቅም ላይ ይውላሉ

እ.ኤ.አ. በ1919 የአልፋ ቅንጣቶች ከናይትሮጅን አተሞች ኒውክሊየስ ጋር በመጋጨታቸው ራዘርፎርድ የሚንቀሳቀሰውን ፕሮቶን አፈጣጠር ሲያገኝ የፊዚክስ ሊቃውንት ድል አድርገው ነበር። ይህ ግኝት የናይትሮጅን ኢሶቶፕ አስኳል ከአልፋ ቅንጣት ጋር በተፈጠረው ግጭት ምክንያት ወደ ኦክሲጅን ኢሶቶፕ ኒውክሊየስ ተለወጠ ማለት ነው።

የመጀመሪያዎቹ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ከመታየታቸው በፊት ዓለም የኑክሌር ምላሽን አስፈላጊ የሆኑትን ሁሉንም ገጽታዎች የሚመለከቱ በርካታ አዳዲስ የፊዚክስ ህጎችን ተምሯል። ስለዚህ እ.ኤ.አ. በ 1934 F. Joliot-Curie, H. Halban, L. Kovarsky ለመጀመሪያ ጊዜ ለህብረተሰቡ እና ለአለም ሳይንቲስቶች ክበብ የቲዎሬቲካል ግምት እና የኑክሌር ምላሾች የመከሰቱ አጋጣሚ ላይ ማስረጃዎችን አቅርበዋል. ሁሉም ሙከራዎች የዩራኒየም ኒዩክሊየስ መበላሸትን ከመመልከት ጋር የተያያዙ ናቸው.

እ.ኤ.አ. በ 1939 ኢ. ፌርሚ ፣ አይ ጆሊዮት-ኩሪ ፣ ኦ.ሀን ፣ ኦ ፍሪሽ የዩራኒየም ኒውክሊየስ በኒውትሮን በቦምብ ሲፈነዱ የነበራቸውን ምላሽ ፈለጉ። በምርምር ሂደት ውስጥ ሳይንቲስቶች አንድ የተፋጠነ ኒውትሮን ወደ ዩራኒየም ኒውክሊየስ ሲገባ አሁን ያለው ኒውክሊየስ በሁለት ወይም በሦስት ክፍሎች ይከፈላል.

የሰንሰለቱ ምላሽ በተግባር የተረጋገጠው በ20ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ነው። እ.ኤ.አ. በ 1939 ሳይንቲስቶች የአንድ የዩራኒየም ኒዩክሊየስ ብልጭታ ወደ 200 ሜ ቮ ሃይል እንደሚለቀቅ ማረጋገጥ ችለዋል ። ነገር ግን ወደ 165 ሜ ቮልት የሚጠጋው ለተቆራረጡ ኒውክሊየሮች ኪነቲክ ሃይል የተመደበ ሲሆን ቀሪው ደግሞ ጋማ ኳታንን በሱ ይወስዳል። ይህ ግኝት በኳንተም ፊዚክስ ውስጥ ትልቅ ግኝት አድርጓል።

ኢ.ፌርሚ ለተጨማሪ አመታት ስራ እና ምርምርን የቀጠለ ሲሆን በ1942 በዩናይትድ ስቴትስ የመጀመሪያውን የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ አስጀምሯል። የተዋቀረው ፕሮጀክት ተጠርቷል - "ቺካጎ የእንጨት ክምር" እና በባቡር ሐዲድ ላይ ተቀምጧል. በሴፕቴምበር 5, 1945 ካናዳ የ ZEP የኒውክሌር ማመንጫ ጣቢያን ጀመረች. የአውሮፓ አህጉር ወደኋላ አልተመለሰም, እና በተመሳሳይ ጊዜ የ F-1 መጫኛ እየተገነባ ነበር. እና ለሩሲያውያን ሌላ የማይረሳ ቀን አለ - ታኅሣሥ 25, 1946 በሞስኮ ውስጥ በ I. Kurchatov መሪነት ሬአክተር ተጀመረ. እነዚህ በጣም ኃይለኛ የኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች አልነበሩም, ነገር ግን ይህ በሰው ልጅ አቶም ልማት ጅምር ነበር.

ለሰላማዊ ዓላማ በ 1954 በዩኤስኤስ አር ሳይንሳዊ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ተፈጠረ. በዓለም የመጀመሪያዋ ሰላማዊ መርከብ ከኒውክሌር ኃይል ማመንጫ ጋር፣ ሌኒን የኒውክሌር በረዶ ሰባሪ፣ በሶቭየት ኅብረት በ1959 ዓ.ም. እና አንድ ተጨማሪ የግዛታችን ስኬት የኑክሌር በረዶ ሰባሪ አርክቲካ ነው። ይህ የላይኛው መርከብ በአለም ውስጥ ለመጀመሪያ ጊዜ ወደ ሰሜን ዋልታ ደረሰ. በ1975 ተከሰተ።

የመጀመሪያው ተንቀሳቃሽ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች በኒውትሮን ዘገምተኛ ላይ ይሠራሉ።

የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች የት ጥቅም ላይ እንደሚውሉ እና የሰው ልጅ ምን ዓይነት ዓይነቶችን ይጠቀማል

የኢንዱስትሪ ሪአክተሮች. በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ላይ ኃይል ለማመንጨት ያገለግላሉ.
የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች እንደ የኑክሌር ሰርጓጅ መርከቦች ግፊት ሆነው ይሠራሉ።
የሙከራ (ተንቀሳቃሽ ፣ ትንሽ) ሪአክተሮች። ያለ እነርሱ አንድም ዘመናዊ ሳይንሳዊ ልምድ ወይም ምርምር አይካሄድም።

ዛሬ ሳይንሳዊው ዓለም ለህዝቡ ከፍተኛ ጥራት ያለው የመጠጥ ውሃ ለማቅረብ በልዩ ሬአክተሮች እርዳታ የባህርን ውሃ እንዴት ማፅዳት እንደሚቻል ተምሯል. በሩሲያ ውስጥ ብዙ የሚሰሩ የኑክሌር ማመላለሻዎች አሉ። ስለዚህ, በስታቲስቲክስ መሰረት, ከ 2018 ጀምሮ, በግዛቱ ውስጥ ወደ 37 የሚጠጉ ብሎኮች እየሰሩ ናቸው.

እና እንደ ምደባው, እነሱ እንደሚከተለው ሊሆኑ ይችላሉ.

ምርምር (ታሪካዊ). እነዚህም ፕላቶኒየም ለማምረት እንደ የሙከራ ቦታ የተፈጠረውን F-1 ጣቢያን ያካትታሉ። I.V. Kurchatov በ F-1 ውስጥ ሰርቷል, የመጀመሪያውን አካላዊ ሬአክተር ይቆጣጠራል.
ምርምር (ገባሪ)።
የጦር ትጥቅ. የማቀዝቀዝ ጋር የመጀመሪያው ሬአክተር ሆኖ በታሪክ ውስጥ ወረደ ይህም ሬአክተር - A-1, ምሳሌ ሆኖ. ያለፈው የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ትንሽ ነው፣ ግን የሚሰራ ነው።
ጉልበት
መርከብ አስፈላጊ ከሆነ እና ቴክኒካል የሚቻል ከሆነ የግፊት ውሃ ወይም ፈሳሽ የብረት ማብለያዎች በመርከቦች እና በባህር ሰርጓጅ መርከቦች ላይ እንደሚውሉ ይታወቃል።
ክፍተት ለአብነት ያህል፣ በጠፈር መንኮራኩሮች ላይ መጫኑን “Yenisei” ብለን እንጠራዋለን፣ ይህም ተጨማሪ የኃይል መጠን ለማውጣት አስፈላጊ ከሆነ ወደ ተግባር የሚገቡት እና በፀሃይ ፓነሎች እና በአይሶቶፕ ምንጮች እርዳታ ማግኘት አለባቸው።

ስለዚህ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ርዕስ በጣም የተራዘመ ነው, ስለዚህ, የኳንተም ፊዚክስ ህጎችን በጥልቀት ማጥናት እና መረዳትን ይጠይቃል. ነገር ግን የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ለኃይል ኢንደስትሪ እና ለስቴቱ ኢኮኖሚ ያለው ጠቀሜታ አስቀድሞ በጥቅም እና በጥቅማጥቅሞች የተሞላ መሆኑ ምንም ጥርጥር የለውም።