Ядерный реактор

Ядерный реактор, устройство в котором проистекает управляемая цепная ядерная реакция с выделением тепла. В основном эти устройства используются для выработки электроэнергии и в качестве привода больших кораблей.

В СССР первый реактор был построен под руководством академика И. В. Курчатова. Реактор Ф-1 был заработал 25 декабря 1946 г. Реактор был в форме шара, имел в диаметре около 7,5 метров. Он не имел системы охлаждения, поэтому работал на очень малых уровнях мощности.

Исследования продолжились и в 27 июня 1954 года вступила в строй первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт в г. Обнинске.

Ядерный реактор – это устройство, в котором осуществляется управляемая реакция деления ядер.

Принцип действия атомного реактора.
При распаде урана U235 происходит выделение тепла, сопровождаемое выбросом двух-трех нейтронов. Эти нейтроны сталкиваются с другими атомами урана U235. При столкновении уран U235 превращается в нестабильный изотоп U236, который практически сразу же распадается на Kr92 и Ba141 + эти самые 2-3 нейтрона. Распад сопровождается выделением энергии в виде гамма излучения и тепла.
Это и называется цепная реакция. Атомы делятся, количество распадов увеличивается в геометрической прогрессии, что в конечном итоге приводит к молниеносному, по нашим меркам высвобождению огромного количества энергии – происходит атомный взрыв, как последствие неуправляемой цепной реакции.
Однако в ядерном реакторе мы имеем дело с управляемой ядерной реакцией.

Схема процессов в ядерном реакторе.

Ядерный реактор
На медленных нейтронах (с замедлителем)
На быстрых нейтронах (без замедлителя)

Типы ядерных реакторов
ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор)
ВВЭР использует воду под давлением в 120 атмосфер.
РБМК (реактор большой мощности канальный)
РБМК – кипящий реактор

Основные части реактора на медленных нейтронах
Теплообменник

Каждый ядерный реактор промышленного типа представляет собой котел, сквозь который протекает теплоноситель. Как правило это обычная вода (ок. 75% в мире), жидкий графит (20%) и тяжелая вода (5%). В экспериментальных целях использовался берилий и предполагался углеводород.

Работа атомной электростанции
После поступления в активную зону реактора с помощью насосов, вода нагревается с 250 до 300 градусов и выходит с «другой стороны» реактора. Это называется первым контуром. После чего направляется в теплобменник, где встречается со вторым контуром. После чего пар под давлением поступает на лопатки турбин. Турбины вырабатывают электричество.

Принцип работы АЭС.

Общее представление ядерного реактора.

Сердечник реактора.

Зал управления ядерным реактором.

Исследовательский атомный реактор.

Сибирская АЭС
Первый двухцелевой реактор ЭИ-2 был создан в 1954 - 1958 годах на Сибирской атомной станции в Томске-7 и пущен в эксплуатацию в декабре 1958 года.
Мощность вначале была 100 МВт, а затем доведена до 600 МВт.
В 1961 году в Томске-7 был введен в эксплуатацию реактор АДЭ-3, производивший плутоний, электроэнергию и тепло, а 25 декабря 1963 года - реактор АДЭ-4.

Ядерный реактор нового поколения.

Будущее ядерной энергетики
Помимо широкомасштабного развития ядерной энергетики на основе АЭС большой мощности, перспективные планы предусматривают также строительство АЭС малой мощности и специальных атомных станций, включая плавучие

ТЕСТ
1. Для протекания цепной ядерной реакции в атомной бомбе нужно, чтобы коэффициент размножения нейтронов был:
Варианты ответа:
А. равен 1. Б. больше 1. В. меньше 1.

ТЕСТ
2.Для протекания цепной реакции на ядерной АЭС нужно, чтобы коэффициент размножения нейтронов был:
Варианты ответа:
А. равен 1; Б. больше 1; В. меньше 1.

ТЕСТ
3.Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в качестве ядерного горючего?
а. Уран.
б. Плутоний.

ТЕСТ
4. Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в ядерных реакторах в качестве замедлителей нейтронов?
а. Графит б. Кадмий
в. Тяжелая вода г. Бор

ТЕСТ
5. Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в качестве теплоносителей?
а. Вода.
б. Жидкий натрий.

ТЕСТ
6. Установите соответствие.
1 ______; 2 _______.

ТЕСТ
7.Установите соответствие
1. Наибольшую опасность представляет
2. Большой проблемой является
3. Большую опасность представляет (как произошло в Чернобыле
А. Загрязнение атмосферы
Б. Радиоактивное заражение
В. Разрушение реактора
Г. Защита окружающей среды
Д. Захоронение радиоактивных отходов

8.Установите правильную последовательность.
В АЭС происходят следующие превращения энергии:
1. Тепловую
2. Электрическую
3. Механическая энергия превращается в
4. Ядерная энергия превращается в
5. Механическую
6. Тепловая энергия превращается в

ТЕСТ
9. В 1946 году в Советском Союзе был построен первый ядерный реактор. Кто был руководителем этого проекта?
А. С. Королев;
Б. И. Курчатов;
В. Д. Сахаров;
Г. А. Прохоров.

ТЕСТ
10. Регулирование скорости деления ядер тяжелых атомов в ядерных реакторах осуществляется:
А. за счет поглощения нейтронов при опускании стержней с поглотителем;
Б. за счет увеличения теплоотвода при увеличении скорости теплоносителя;
В. за счет увеличения отпуска электроэнергии потребителям;
Г. за счет уменьшения массы ядерного топлива в активной зон при вынимании стержней с топливом.