Reactorul nuclear

3x puncte

categorie: Fizica

nota: 7.83

nivel: Facultate

Progresele înregistrate în domeniul nuclear, care au cumulat cu descoperirea în 1938 de cǎtre Hann Meinter Strassmann a reacţiei de fisiune în lanţ, au condus la punerea în funcţiune la 2 decembrie 1942, în timpul celui de al doilea rǎzboi mondial, a primului reactor nuclear, de cǎtre E. Fermi, la Chicago (S.U.A.). Consecinţele imprevizibile alee acestei descoper[...]
DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Reactorul nuclear

Progresele înregistrate în domeniul nuclear, care au cumulat cu descoperirea în 1938 de cǎtre Hann Meinter Strassmann a reacţiei de fisiune în lanţ, au condus la punerea în funcţiune la 2 decembrie 1942, în timpul celui de al doilea rǎzboi mondial, a primului reactor nuclear, de cǎtre E. Fermi, la Chicago (S.U.A.). Consecinţele imprevizibile alee acestei descoperiri au avut ca prim rezultat construirea bombei atomice şi efectuarea primei explozii nucleare experimentale în anul 1945, de cǎtre S.U.A., în New Mexico, urmatǎ de desoperirea reacţiilor termonucleare şi a bombei atomice cu hidrogen.
Construirea reactorilor nucleari şi posibilitatea de a utiliza aceste instalaţii pentru a produce energie electricǎ în cantitate mare, au transferat apoi problema protecţiei contra radiaţiilor şi odatǎ cu aceasta şi problema protecţiei contra radiaţiilor, în plin domeniu industrial şi economic.
Creşterea necontenitǎ a numǎrului de reactori nucleari şi a puterii acestora necesitǎ aplicarea unor mǎsuri de securitate pentru a evita eventualele accidente şi consecinţele lor ca de exemplu cel de la Windscale, Anglia, în octombrie 1957 când au fost eliminate în mod accidental în atmosferǎ importante substanţe radioactive care au produs contaminarea solului, a producţiei agricole şi a apei potabile din întreaga regiune.
Reactorul nuclear reprezintǎ o instalaţie complexǎ în care se desfǎşoarǎ controlat, în regim critic, reacţia nuclearǎ de fisiune în lanţ.
Un reactor nuclear se compune din: zona activǎ, materialele de susţinere, reflectorul de neutroni, barele de reglare şi control, fluidul de rǎcire şi blindajul de protecţie biologicǎ a personalului care lucreazǎ în acest loc. De asemenea, reactorul este prevǎzut cu o serie de canale de iradiere experimentalǎ, prin care se introduc diferite ţinte ce se expun reacţiilor nucleare date.


Reactorul este format dintr-un ansamblu cilindric din oţel-inox (calandria) plasat într-o structurǎ de beton placat cu oţel care asigurǎ protecţia termicǎ şi rǎcirea. Calandria conţine apa grea ca moderator, mecanisme de control al reactivitǎţii şi 380 canale de combustibil. Canalele de combustibil care conţin combustibil şi apa grea folositǎ ca agent de rǎcire, sunt amplasate în tuburi mai mari în calandria.
Calandria este susţinutǎ de protecţii de capat între zona acivǎ a reactorului şi zona de funcţionare a maşinii de încǎrcat combustibil. Reactorul este încǎrcat cu uraniu natural sub formǎ de pastile de UO2. Treizeci de pastile puse cap la cap sunt conţinute într-o teacǎ din aliaj de zirconiu (Zircaloy) formând un element combustibil.
Transmutaţiile radioactive naturale precum şi reacţii nucleare produse artificial, prin reacţii de fisiune nuclearǎ au ca rezultat degajarea unor mari cantitǎţi de energie pe unitatea de masǎ a substanţei cu care reacţioneazǎ.
Posibilitatea utilizǎrii energiei nucleare s-a realizat o datǎ cu descoperirea fisiunii nucleare şi procedeul obţinerii reacţiei în lanţ. Reacţia nuclearǎ continuǎ şi reglabilǎ se realizeazǎ în reactori nucleari.
În reactoare se utilizeazǎ . Condiţia necesarǎ pentru decurgerea reacţiei nucleare în lanţ este masa suficientǎ de uraniu din reactor.
Neutronii care se formeazǎ în procesul reacţiei nucleare, pot ieşi prin suprafaţa uraniului afarǎ şi participǎ la dezvoltarea reacţiei în lanţ.
Pentru ca tracţiunea se aceşti neutroni sǎ fie micǎ, în comparaţie cu volumul lui, trebuie ca masa uraniului din reactor sǎ fie suficient de mare şi sǎ depǎşeascǎ o anumitǎ masǎcriticǎ. Pe de altǎ parte, pentru ca reacţia sǎ nu decurgǎ prea violent, trebuie reglat numǎrul de neutroni, nepermiţându-I sǎ creascǎ prea mult. Aceastase realizeazǎ printr-o absorţie a neutronilor termici excedentǎri cu ajutorul unor elemente ca borul (B) şi cadmiul (Cd).





- spaţiul în care sunt aşezate blocurile de uraniu ( ) şi de moderatori (de obicei, grafit) -A;
- reflectorul de neutroni care au pǎrǎsit spaţiul în care se desfǎşoarǎ reacţia B;
- strat de protecţie care protejeazǎ spaţiul înconjurǎtor de acţiunea radiaţiilor emise în timpul desfǎşurǎrii reacţiei nucleare C;
- bare de cadmiu (Cd) sau bor (B) D şi E sunt introduse în volumul A şi încetinesc reacţia de fisiune nuclearǎ. Introducerea barelor se face în mod automat, imediat ce puterea reacţiei nucleare depǎşeşte o anumitǎ limitǎ. Apa este folositǎ pentru rǎcirea blocurilor de uraniu, iar aburul rezultat din fierberea apei pune în mişcare turbina unui generator electric care produce energie electricǎ.

Sistemul de reglare al reactorului

Acest sistem controleazǎ putereareactorului în limite specifice şi asigurǎ îndeplinirea cerinţelor centralei. De asemenea monitorizeazǎ distribuţia puterii în zona activǎ pentru a optimiza puterea pe fascicul şi pe canal.



Sistemul de manipulare pe fascicul a combustibilui

Sistemul de manipulare a combustibilului realimenteazǎ reactorul cu fascicule de combustibil proaspǎt în timpul funcţionǎrii normale a reactorului; acest sistem este proiectat sǎ funcţioneze la toate nivelel de putere a reactorului. Deasemenea, sistemul asigurǎ depozitarea temporarǎ a combustibilului proaspǎt şi iradiat.



Masina de incarcat /descarcat



Fasciculele de combustibil sunt împinse în canalul reactorului de cǎtre o maşinǎ de încǎrcat combustibil, situatǎ la capǎtul opus al canalului de combustibil. Combustibilul iradiat este apoi transferat într-un bazin de stocare plin cu apǎ aflat în clǎdirea serviciilor, lângǎ clǎdirea reactorului.



Sistemul de transport al cǎldurii

Sistemul de transport al cǎldurii circulǎ agentul de rǎcire presurizat (D2O) prin canale de combustibil pentru a extrage cǎldura produsǎ prin fisiunea uraniului.
Cǎldura este transportatǎ de cǎtre agentul de rǎcire la cele patru generatoare de abur identice.
Sunt prevǎzute doua bucle de circulaţie, fiecare rǎcind câte o jumǎtate din zona activǎ. Generatorul de abur şi pompele de circulaţie sunt plasate la fiecare capǎt al reactorului astfel încât în jumǎtate din zona activǎ, debitul este direcţionat într-un sens iar în cealaltǎ jumǎtate, în sens opus. Presurizatorul menţine presiunea în circuitul de rǎcire la o valoare relativ ridicatǎ. Fluidul de rǎcire este circulat în permanenţǎ în timpul funcţionǎrii reactorului, pe durata opririi şi în perioada de întreţinere.

Sistemul Moderator

Neutronii produşi prin reacţia de fisiune sunt moderaţi (încetiniţi) de apa grea (D2O) din calandria. Apa grea este circulatǎ prin sistemul moderator pentru rǎcire, purificare şi controlul substanţelor folosite pentru reglarea reactivitǎţii.
Apa grea din calandria acţioneazǎ ca o sursǎ rece într-un eveniment de pierdere a agentului de rǎcire, fapt ce ar coincide cu indisponibilitatea sistemului de rǎcire la avarie a zonei active.

Sistemul generator de abur şi apa de alimentare

Sistemul generator de abur transferǎ cǎldura din apa grea (D2O) folositǎ ca agent de rǎcire, apei uşoare(H2O) pentru formarea aburului, care duce la turbo-generator. Sistemul generator de apǎ de alimenatare proceseazǎ aburul condensat venit de la turbinǎ şi îl trimite la turbo-generator.


Turbina tip CANDU constǎ dintr-un corp de înaltǎ presiune dublu flux şi trei corpuri de joasǎ presiune în dublu flux care esapeazǎ în trei corpuri de condensor.

Zona activǎ

Reprezintǎ partea principalǎ a unui reactor nucler, în care se realizeazǎ reacţia de fisiune în lanţ. Aici se gaseşte atât combustibil nuclear cât şi moderatorul, care se pot afla într-un amestec intim (reactor omogen) sau pot fi separaţi (reactorul eterogen).
Materialul combustibil nuclear este reprezentat prin izotopii fisionabili sub neutroni termici ( ; ; şi ) sau sub neutroni rapizi ( ; ; etc.) şi se gaseşte în formǎ metalicǎ sau în diferite combinaţii chimice: oxizi, carburi, sǎruri etc.ale acelui metal. El poate fi în stare solidǎ, respectiv în stare elementarǎ sau de dioxid, sub formǎ de bare, ţevi sau plǎci, imbrǎcate intr-un materail (teacǎ) de protecţie, sub formǎ de soluţii de sǎruri de uraniu sau plutonil (azotaţi, sulfaţi) dizolvate în apǎ sau apǎ grea, care se circulǎ prin zona activǎ, sau sub formǎ gazoasǎ, de obicei un
DOWNLOAD REFERAT
« mai multe referate din Fizica

CAUTA REFERAT

TRIMITE REFERAT CERE REFERAT

Nu ai gasit ce cautai? Incearca atunci pe

Click aici
Referatele si lucrarile oferite de E-referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.