مقدمه
در نیروگاهها ی برق ابتداآب را گرم می کنند تا به بخار تبدیل گردد وازفشار بخار آببرای بکار انداختن توربین های ژنراتورهای مولد برق استفاده میشود .
گرمای لازم در نیروگاههای فسیلی با سوزاندن زغال سنگ یا نفت بدست می آید ولی در نیروگاههای اتمی این گرما با ایجاد پدیده شکافت در هسته اورانیم بدست می آید. و از آنجاییکه انرژی حاصل از یک کیلوگرم اورانیم معادل انرژی یک میلیون لیتر نفت یا ده هزار تن زغال سنگ است . استفاده از انرژی اتمی بسیار جذابتر به نظر می رسد.
راکتورهای هسته ای
امروزه دو نوع راکتور متداولند راکتورهای با فشار آب و راکتورهای آب جوشان
اجزای ساختمان یک راکتور با فشارآب pwr عبارتند از:
۱- راکتورreactor:د ستگاهی که در آن شکافت هسته ای رخ می دهد
۲-ماده سوخت اورانیم غنی شده ۲ تا ۳٪ nuclear fuel:
از انجاییکه اورانیم طبیعی شامل ۳/۹۹٪ اورانیم ۲۳۸ و ۷/. ٪ اورانیم ۲۳۵ است اورانیم طبیعی را باید غنی سازی نمودیعنی ۲ تا ۳٪ایزوتوپ اورانیم۲۳۵در آن بایدوجود داشته باشد. ماده سوخت مورد استفاده در راکتور ممکن است شامل صدها میله سوخت باشد که درون این میله ها اورانیم غنی شده بصورت قرص هایی قراردارند وامادهاند مه با برخورد نوترونهای کند پدیده زنجیره ای شکافت را انجام دهند.
۳- منبع آب:
اورانیم غنی شده مطابق شکل زیر بصورت میله های سوخت در یک منبع آب قرار داده می شود. . ازانجاییکه هر چقدر نوترونهای شکافنده کند با شند احتمال شکافت هم زیادتر خواهد بود آب نه تنها کار انتقال گرمای حاصل از شکافت را برعهده دارد بلکه نقش کند ساز نوترونهای تولید شده را هم انجام می دهد و انرژی انها را کاهش می دهد
۳- میله های تنظیم control rod:
میله هایی هستند از جنس کادمیم یا بر که برای کنترل زنجیره شکافت استفاده می شود که بطور خودکار وارد راکتور می شوند و مقدار زیادی از نوترونها را جذب میکتتد و ضریب تکثیر نوترونها تا یک تنزل می دهند یعنی تنها یک نوترون حاصل از شکافت در شکافت بعدی شرکت کند.هر گاه بخواهیم سرعت شکافت را بیشتر کنیم کافی است میله را از راکتور خارج سازیم
انواع رآکتورهای هسته ای:
دید کلی:
رآکتور ها در اصل سیستم هایی هستند که واکنش های هسته ای مثل شکافت هسته‌ای در آنها صورت می گیرد. و انرژی تولیده در آنها تحت کنترل در می آید. به عنوان مثال خورشید یک رآکتور آن عناصر سبک هسته ای به هم جوش می خورند (همجوشی هسته ای) و تولید انرژی می کنند.
انواع رآکتورها را از لحاظ عملکردشان در زیر می آوریم.
رآکتورهای حرارتی کند:
رآکتورهای حرارتی خودش به دو دسته تقسیم می شوند:
رآکتور حرارتی با کند کننده و خنک کننده آب
رآکتور حرارتی با خنک کننده گازی AGR در رآکتورهای حرارتی از نوترون کند شده که نوترون حرارتی نامیده می شود، برای شکافت هسته‌ای استفاده می شود اما در رآکتورهای تند از نوترون سریع استفاده می شود. در شکافت اورانیوم 235 نوترون کند یا حرارتی در اثر واکنش 2 الی 3 تا نوترون سریع ایجاد می شود. حتماً این نوترون های سریع باید کند شوند. بنابراین دررآکتورهای حرارتی از کند کننده و خنک کننده استفاده می شود در حالی که در رآکتورهای سریع ماده کند کننده لازم نیست امّا ماده خنک کننده لازم است. در رآکتورهای PWR و BWR کند کننده و خنک کننده آب می باشد یک تیپ از رآکتورهای کانادایی وجود دارد که در آن از آب سنگین یا دوتریوم استفاده می شود در عوض از اورانیوم غنی شده 1% استفاده می شود. در رآکتور AGR کند کننده زغال و خنک کننده گاز می باشد. در این رآکتور نوترون ها با یک برخورد کند نمی شوند بلکه ممکن است بارها برخورد کنند تا کند شوند. برای تولید 1000 مگا وات انرژی روزانه حدود 1 کیلوگرم اورانیوم235 مصرف می شود.
رآکتورهای سریع(تند):
رآکتورهای سریع به دو دسته تقسیم می شوند
رآکتورهای LMFR:
دررآکتورهای LMFR ماده کند کننده لازم نیست ولی خنک کننده فلز مذاب سدیم است. در این راکتور پلوتنیوم 239 به عنوان سوخت استفاده می شود و خیلی پیشرفته است.
رآکتورهای BFR:
فایل ورد 46 ص
دانلود تحقیق راکتورهای هسته ای