Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az atom reaktor Készítette: Torda Livia II/6. Az atomreaktor az atomerőmű központi része – itt megy végbe a kontrollált láncreakció. Napjainkban minden.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az atom reaktor Készítette: Torda Livia II/6. Az atomreaktor az atomerőmű központi része – itt megy végbe a kontrollált láncreakció. Napjainkban minden."— Előadás másolata:

1 Az atom reaktor Készítette: Torda Livia II/6

2 Az atomreaktor az atomerőmű központi része – itt megy végbe a kontrollált láncreakció. Napjainkban minden reaktor maghasadáson alapszik, a fúziós reaktorral még csak kísérletek folynak.atomerőműláncreakciómaghasadásonfúziós Alkalmazási területei: atomerőművek atommeghajtású járművek (tengeralattjáró, repülőgép- hordozó és atomjégtörő)tengeralattjárórepülőgép- hordozó transzmutáció neutronforráskéntneutronforrásként a radiológiához illetve más kutatásokhoz.radiológiához Az első atommáglyát 1942-ben Szilárd Leó és Enrico Fermi építette meg Chicagoban, s ezzel igazolták a szabályzott láncreakció megvalósíthatóságát. A sikeres kísérlet után Arthur Compton értesítette a washingtoni kormányt az előre megbeszélt kód alapján: Az olasz kormányos most kötött ki az Új Világban. A bennszülöttek barátságosan fogadták. Később az elhunyt Enrico Fermire emlékező Manson Benedict mondta a következő sorokat: Az olasz kormányos által használt hajó egy kanadai hajóács alkotása, aki egy magyar fölfedező által talált ritka és értékes anyagból építette meg.Szilárd Leó Enrico FermiChicagoban Arthur ComptonEnrico FermireManson Benedict Az első atomreaktorokat plutónium előállítására használták (a plutónium a nukleáris fegyverek ideális alapanyaga).plutóniumnukleáris fegyverek

3 Működési elve Napjainkban minden üzemben levő reaktor a hőt a maghasadásokból nyeri. A maghasadás során egy nehéz kémiai elem (általában urán, plutónium vagy tórium) két kisebbre hasad. Ez természetes úton is megtörténik a radioaktív elemek esetében, ezt nevezzük természetes radioaktivitásnak. Az atommagot mesterségesen is hasítani lehet, például neutronbefogással. A maghasadás közben energia szabadul föl, a reakciótermékek mozgási energiájaként, illetve gamma-sugárzásként. Az urán esetében az atommag befog egy lassú (termikus) neutront, majd két kisebb magra bomlik. Eközben felszabadul 1-3 gyors neutron is. Így a maghasadás több neutront kelt, mint amennyit elhasznál, és az egész folyamat önfenntartó lesz. Ezt nevezik láncreakciónak. maghasadásokból kémiai elemuránplutóniumtórium radioaktív elemekatommagot energiagamma-sugárzáskéntneutronláncreakciónak A maghasadás során gyors neutronok keletkeznek, viszont azokat az urán nem fogja be. Ezért a neutronokat le kell lassítani, ami neutronmoderátorral történik. Az így lelassult neutronokat termikus neutronoknak hívjuk, mert egyensúlyban vannak a reaktorban uralkodó hőmérséklettel. Ezeket a neutronokat az urán nagy valószínűséggel fogja be.neutronmoderátorral

4 A maghasadások száma (és ezáltal a reaktor hőteljesítménye) több módon is szabályozható: *neutronelnyelőkkel – szabályzórudakkal, illetve a moderátorba kevert bórsavvalszabályzórudakkalbórsavval *moderátor mennyiségével *a tüzelőanyag geometriai elrendezésével A moderátort használó reaktorokat termikus vagy lassú reaktoroknak nevezik, és általában a moderátor anyaga szerint osztályozzák. A leggyakrabb moderátorok: *könnyű-*könnyű- és nehézvíznehézvíz *grafit A moderátor nélküli reaktorokat gyors reaktoroknak nevezik. A nagy neutronfluxus lehetővé teszi a transzmutációt, így például a tóriumból hasadóképes elem kapható. Ezért hívják ezt a típust tenyésztőreaktornak is. tenyésztőreaktornak A reaktorokat hűteni kell, különben megolvad a reaktortartály és veszélyes radioaktív elemek kerülhetnek a környezetbe. A hűtőanyagnak átadott hőenergiát hasznosítják az atomerőművekben. A hűtőanyag leginkább víz, de lehet gáz is (ez esetben más moderátort kell alkalmazni). A tenyésztőreaktornál megengedhetetlen a moderátor jelenléte, így ezeket általában folyékony nátriummal hűtik.hőenergiátatomerőművekben nátriummal A reaktorban a tüzelőanyag általában 2-3 méter hosszú rudak formájában van jelen. Ezek kötegekbe vannak rendezve (egy köteg tartalmazhat akár 100 rudat is). A kötegben a rudak között elegendő hely van a hűtőanyag zavartalan áramlásához. A reaktor működése során a fűtőelemekben a hasadóképes atommagok koncentrációja csökken, míg a káros reakciótermékek koncentrációja növekszik. A reakciótermékek neutronelnyelők lehetnek (reaktorméreg), ami csökkenti a reaktormagban a neutronok számát, ezzel csökkentve a hőteljesítményt. Az elhasznált üzemanyagrudak cseréjéhez némely típusnál az egész reaktort le kell állítani, míg másutt (CANDU) ez menet közben történik.atommagokreaktorméregneutronokCANDU

5 A reaktormag sematikus rajza: kékkel a fűtőelemek, rózsaszínnel a moderátor, szürkével pedig a szabályzórudak vannak jelölve.moderátor szabályzórudak

6 Reaktor típusok közönséges víz reaktorok (LWR) *forralóvizes reaktor*forralóvizes reaktor (BWR) *fejlett forralóvizes reaktor (ABWR) *nyomottvizes reaktor*nyomottvizes reaktor (PWR) *európai nyomottvizes reaktor(EPR) *uszoda típusú reaktor *Szuperkritikus-víz reaktor (SCWR) - kísérleti *nehézvizes reaktor (PHWR vagy CANDU)CANDU *grafit moderátoros reaktor *gázhűtésű grafitos reaktor *vízhűtésű grafitos reaktor *olvadt só hűtésű grafitos reaktor (MSR) *gyors tenyésztőreaktor (FBR)tenyésztőreaktor

7 Az atomreaktor 6 fő eleme 1. A hasadóanyag általában 235-ös uránizotóppal dúsított természetes (238-as) urán (ritkábban tórium). A dúsítással a hasadás valószínűségét növelik. A hasadóanyagot rudak formájában vezetik a moderátorba, így csökken a 238-as magok által elnyelt neutronok száma, és könnyebb a hőcsere.urántórium 2. A moderátor lehet víz, nehézvíz, grafit vagy berillium. A hasadóanyag és a moderátor anyagának keveréke képezi a reaktor 'aktív zónáját'. 3. A reflektor megakadályozza a neutronok kiszabadulását az aktív zóna oldalsó részén, visszatereli a neutronokat az aktív zónába. A termikus (lassú) neutronokkal működő reaktorok reflektora ugyanabból az anyagból készül, mint a moderátor, míg a gyors neutronokkal működő reaktorban a reflektor olyan anyagból készül, melyek besugárzással hasadóanyaggá alakíthatók. 4. A szabályozórudak neutronelnyelő anyagból, kadmiumból vagy bórkarbidból készülnek. A rudakat fel és le mozgatják az aktív zónában: ha beljebb süllyednek, több neutront nyelnek el, csökken a maghasadások száma, kihúzásuk esetén pedig nő, gyorsul a láncreakció. A veszélyhelyzetekben önműködő szabályozórudak szolgálják a balesetek elhárítását. 5. A hűtést és a hőcserét biztosító rendszer az aktív zóna hűtését és az energiaátadást szolgálja. A hasadáskor felszabaduló termékek nagy mozgási energiája sorozatos ütközésekkel nagyon fölmelegíti az aktív zónát, ezért hűtőközeg- rendszerre van szükség. Az erőművek hűtőközegének kettős szerepe van: egyrészt szabályozza a reaktor működését, másrészt átveszi a felszabaduló hőt, amit segítségével mechanikai vagy villamos energiává lehet alakítani. Hűtőközegként vizet, nehézvizet, olvadt fémeket, gázokat vagy szerves anyagokat használnak.

8 A hűtőközegnek meg kell felelnie a következő feltételeknek: *legyen nagy a hőkapacitása *közlekedjen könnyen a csőrendszerben *legyen stabil a halmazállapot-változáskor, illetve ne bomoljon el a reaktorban létrejövő magas hőmérsékleten *neutronelnyelő képessége legyen kicsi *ne korrodálja a berendezést 6.A reaktor védelme egyaránt kiterjed a hő- és környezetvédelemre: a személyzet biztonságára, a levegő és a víz védelmére, a környező területek védelmére. A tervezésének ki kell terjednie a vészhelyzetekre és a működés során keletkező radioaktív hulladék biztonságos elhelyezésére is. A védőburkolatok anyagaként leggyakrabban betont, acélt, öntöttvasat, ólmot használnak, a sugárzás mérésére pedig sugárkezelőket, dózismérőket.

9


Letölteni ppt "Az atom reaktor Készítette: Torda Livia II/6. Az atomreaktor az atomerőmű központi része – itt megy végbe a kontrollált láncreakció. Napjainkban minden."

Hasonló előadás


Google Hirdetések