1 / 22

Proseminarium fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych I

Temat: Rodzaje reaktorów jądrowych. Proseminarium fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych I. Autor: Michał Czerwiński. Opiekun: dr Przemysław Olbratowski. Plan wykładu: Rozszczepienie i reakcja łańcuchowa Podstawowe elementy budowy reaktora jądrowego Podział reaktorów jądrowych

nonnie
Download Presentation

Proseminarium fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych I

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Temat: Rodzaje reaktorów jądrowych Proseminarium fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych I Autor: Michał Czerwiński Opiekun: dr Przemysław Olbratowski • Plan wykładu: • Rozszczepienie i reakcja łańcuchowa • Podstawowe elementy budowy reaktora jądrowego • Podział reaktorów jądrowych • Najważniejsze typy reaktorów jądrowych 1 marca 2011

  2. Uran 235: wypromieniowuje od 1 do 6 a nawet 8 neutronów średnia energia neutronu to 2 MeV całkowita energia z rozpadu jednego jądra uranu 235 wynosi około 200 MeV Reakcja rozszczepienia Proces zachodzi spontanicznie dla Z2/A > 51 ale jest on korzystny już dla Z2/A > 18

  3. Powielanie neutronów – reakcja łańcuchowa

  4. Rodzaje paliwa • Izotopy paliwowe • Uran 235 • Uran 233 • Pluton 239 • Izotopy paliworodne • Uran 238 • Tor 232

  5. Przekroje czynne Neutrony prędkie Ekin > 100 keV Neutrony termiczne Ekin ~ 25 meV • Co ułatwia utrzymanie reakcji łańcuchowej? • wzbogacenie paliwa w U-235 • spowolnienie neutronów

  6. Elementy reaktora jądrowego • Podstawowe elementy reaktora jądrowego: • paliwo • moderator • chłodziwo • absorber neutronów • reflektor • zbiornik reaktora

  7. Reaktywność

  8. Neutrony natychmiastowe i opóźnione • Neutrony natychmiastowe (Neutrony powstałe bezpośrednio po reakcji rozszczepienia) • Neutrony opóźnione (Neutrony wyemitowane z fragmentów rozszczepienia po rozpadach beta) Źródła neutronów opóźnionych: 87Kr, 87Br

  9. Sterowanie reaktorem

  10. Podział reaktorów jądrowych • Klasyfikacja ze względu na przeznaczenie • Energetyczne • Napędowe • Badawcze • Powielające • Klasyfikacja wobec zakresu widma neutronów • Reaktory na neutrony prędkie • Reaktory na neutrony termiczne • Klasyfikacja ze względu na użyty moderator • Reaktory bez moderatora • Moderowane H2O • Moderowane D2O • Moderowane grafitem • Klasyfikacja ze względu na rodzaj chłodziwa • Chłodzone wodą (lekka woda i ciężka woda) • Chłodzone gazem (CO2, hel) • Chłodzone ciekłym metalem (sód, ołów)

  11. Najważniejsze typy reaktorów jądrowych • PWR (reaktor ciśnieniowy chłodzony i moderowany lekką wody) (Pressurized Water Reactor ) • BWR (reaktor wrzący chłodzony i moderowany lekką wodą) (Boiling-Water Reactor) • CANDU ( kanadyjski reaktor ciśnieniowy chłodzony i moderowany ciężką wodą) (Canadian Deuterium Uranium) • FBR (prędki reaktor powielający) (Fast Breeder Reactor) • HTGR (reaktor wysokotemperaturowy chłodzony gazem i moderowany grafitem) (High Temperature Gas-cooled Reactor) • ADS ( reaktor podkrytyczny sterowany akceleratorem) (Accelerator Driven System)

  12. Reaktor PWR • Chłodziwo – woda • Moderator – woda • Ciśnienie wewnątrz 15 MPa • Temperetuta wody 350 oC Elektrownia jądrowa Ohi w Japonii • Paliwo: wzbogacony uran 235 (3%) • Wymiary zbiornika: 5x15 m • Produkowania moc: 3500 MWc • Dwa obiegi wody

  13. Reaktor BWR • Chłodziwo – woda • Moderator – woda • Paliwo: wzbogacony uran 235 (3%) • Jeden obieg wody • Ciśnienie wewnątrz: 7 MPa • Woda w obiegu ulega skażeniu • Mniejsza gęstość mocy niż w przypadku reaktora typu PWR o tych samych rozmiarach Elektrownia Olkiluoto w Finlandii

  14. Reaktor CANDU Kalandria Wiązka paliwowa

  15. Reaktor CANDU • Chłodziwo – ciężka woda • Moderator – ciężka woda • Paliwo: naturalny uran • Pręty paliwowe umieszczone są poziomo w kalandriach Elektrownia Pickering w Kanadzie

  16. Reaktor FBR • Chłodziwo – ciekły sód • Brak moderatora • Prędkie neutrony • Paliwo: urnowo-plutonowe (wysoko wzbogacone 15-75%) Elektrownia Monju w Japonii • Produkowania moc: 1000 MWc • Rozmiary rdzenia;: 1,5x1 m • Powstaje radioaktywny 24Na • Łatwopalność sodu • Szczególne zastosowanie: napędy łodzi • podwodnych

  17. Reaktor HTGR • Chłodziwo – gaz (hel) • Temperatura chłodziwa: 1000 oC • Moderator – grafit • Paliwo – uran 235 i tor 232 Element paliwowy reaktora typu HTGR • Wymiana paliwa w trakcie pracy reaktora • Wysoka sprawność: 40,5% • Szczególne zastosowanie: odsalanie wody, • produkcja wodoru

  18. Reaktor ADS • Moderator - ołów • Sterowany akceleratorem • Reaktor pracuje podkrytycznie • Paliwo: tor 232 i aktynowce • Zastosowanie: transmutacja odpadów promieniotwórczych

  19. Nieco danych liczbowych:

  20. Reaktor dla Polski Westinghouse Electric Company AP 1000 (Advanced Passive Reactor) EDF i Areva EPR (European Pressurized Reactor) GE Hitachi Nuclear Energy Americas ESBWR (European Simplified Boiling Water Reactor)

  21. Dziękuję za uwagę…

  22. Układy bezpieczeństwa • Pasywne • Obudowy bezpieczeństwa • Osłona biologiczna • Zbiorniki z wodą • Chwytacz stopionego rdzenia • Aktywne • Pręty bezpieczeństwa • Wstrzykiwana trucizna (bor, azotek gadolinu) • Zawory ciśnieniowe

More Related