Узнайте, какое топливо используется в атомных реакторах на тепловых нейтронах. Различные типы реакторов и замедлители определяют выбор топлива. Узнайте больше на NOCFN.
Cодержание
Введение
Развитие энергетической отрасли является важным фактором научно-технического прогресса. Открытие энергии, содержащейся в атомных ядрах, способствовало развитию ядерной энергетики. В настоящее время атомные электростанции вносят значительный вклад в производство электроэнергии, и их доля в энергетическом секторе стремительно растет.
В данной статье рассмотрим, что используется в качестве топлива для атомных реакторов на тепловых нейтронах, которые являются наиболее распространенными в настоящее время.
Принцип работы реактора на тепловых нейтронах
Реакторы на тепловых нейтронах генерируют энергию путем деления изотопа урана 235U. В природе основным изотопом урана является 238U, а только 0.72% составляет 235U, который используется в качестве реакторного топлива. Под действием нейтронов 235U делится на осколки с испусканием вторичных нейтронов. Этот процесс может привести к самоподдерживающейся цепной реакции. Каждый акт деления 235U выделяет около 200 МэВ энергии.
Основной проблемой является то, что при энергии нейтронов около 2 МэВ сечение взаимодействия с вторичными нейтронами 235U мало. Однако, при уменьшении энергии нейтронов сечение деления 235U растет.
Реакторы на тепловых нейтронах
Реакторы на тепловых нейтронах классифицируются по типу замедлителя. В настоящее время наиболее распространены реакторы, использующие воду, дейтерий или графит в качестве замедлителя.
Реакторы на воде
Реакторы на воде являются одним из наиболее распространенных типов реакторов на тепловых нейтронах. Они могут быть двухконтурными или одноконтурными. Водород, содержащийся в воде, является эффективным замедлителем для нейтронов. Водяной пар, образующийся в активной зоне реактора, передается в турбину для генерации электроэнергии.
Реакторы на дейтерии
Реакторы на дейтерии используют тяжелую воду (D2O) в качестве замедлителя. Дейтерий обладает высокой замедляющей способностью и позволяет эффективно использовать топливо.
Реакторы на графите
Реакторы на графите используют графит в качестве замедлителя. Графит обладает хорошей замедляющей способностью и низким поглощением нейтронов.
См. также
Реакторы на быстрых нейтронах
Реакторы на быстрых нейтронах являются более эффективными в использовании топлива и позволяют сжигать долгоживущие изотопы. Для таких реакторов используются специальные замедлители, такие как натрий, калий, свинец, висмут или гелий.
Заключение
Топливо для атомных реакторов на тепловых нейтронах может быть различным в зависимости от типа реактора и используемого замедлителя. Реакторы на тепловых нейтронах с водой, дейтерием или графитом являются наиболее распространенными. Они обеспечивают эффективное использование топлива и генерацию электроэнергии. Реакторы на быстрых нейтронах, использующие специальные замедлители, являются более эффективными в использовании топлива и могут сжигать долгоживущие изотопы.
