Манай улсад цөмийн реакторуудад хэрэглэсэн нейтроны хурдан спектрийн шинж чанарын анхны тооцоог 1946 онд И.В. Курчатова. 1949 оноос хойш А.И. хурдан реакторын ажлын дарга болжээ. Лейпунский, шинжлэх ухааны удирдлаган дор цөмийн түлшийг өргөжүүлэх, шингэн металлын хөргөлтийн бодисыг хурдан нейтрон спектртэй реакторуудад ашиглах боломжийг ойролцоогоор нэгэн зэрэг тооцоолсон. Хурдан реакторын физик, физик-техникийн үндсийг хөгжүүлэх өргөн хүрээтэй судалгааг Обнинскийн Физик, эрчим хүчний инженерийн дээд сургууль, дараа нь бусад олон байгууллагууд эхлүүлсэн.
Физикийн чиглэлээр судалгаа хийх ба инженерийн асуудлуудреакторууд ажиллаж байна хурдан нейтронууд IPPE-д чухал угсралтууд (тэг чадлын реакторууд) болон хурдан нейтрон судалгааны реакторууд (RR) баригдаж, ашиглалтад оров. BR-1(1955 онд), BR-2(1956 онд), BR-5(1959 онд), BFS-1(1961 онд), BFS-2(1969 онд), BR-10(BR-5-ийн сэргээн босголт, 1973 онд).
Эдгээр анхны суурилуулалтанд хийсэн судалгааны үр дүнд KV>1 хурдтай реакторуудад цөмийн түлшний үржүүлгийн хүчин зүйлд хүрэх боломжийг баталж, ураны давхар ислийг цөмийн түлш, ураны давхар ислийг үндсэн хөргөлтийн бодис болгон ашиглахыг зөвлөж байна. . шингэн натри.
Эхний үзүүлэх хурдан реактор нь одоогийн реактор байв БОР-60 судалгааны реактор.
- өндөр хүчин чадалтай нейтрон реакторуудыг хурдан ажиллуулах туршлага олж авах;
- нейтроник шинж чанарыг тооцоолох аргуудыг шалгах (критмасс, дулаан ялгаруулах талбар, плутонийн үйлдвэрлэл ба чанар, урвалын коэффициент);
- тоног төхөөрөмж, түлшний найдвартай байдлыг шалгах; давсгүйжүүлэх үйлдвэр далайн ус, аюулгүй байдлын системийг шалгах;
- тос, уурын генератор, түлшний саваа, ашигласан угсралтын хүрд (SAD), дахин ачаалах систем, түлшний саваа, түлшний угсралтын бүтцийн материал, тэдгээрийн шийдэлтэй холбоотой асуудлууд;
- материал судлалын судалгаа, нөхөн үржихүйн хүчин зүйлийн судалгаа, байгалийн эргэлтийг турших, түлшний угсралтад буцалгах горимд оруулах туршилт, хэлхээ хоорондын алдагдлын хөгжлийн динамикийн туршилт.
Хурдан реактор BN-600- 600 МВт-ын хүчин чадалтай эрчим хүчний нэгжийн нэг хэсэг болгон ажилладаг - 1980 оноос хойш эрчим хүчийг эрчим хүчээр хангадаг. 17, 21, 26% хүртэл баяжуулсан ураны ислийн түлшийг голчлон ашигладаг бөгөөд бага хэмжээ MOX түлш. Энэ нь салшгүй төрлийн реактор, завсрын натри-натрийн дулаан солилцуур, гол эргэлтийн насосууд нь реакторын саванд байрладаг. Орон сууцанд натрийн хөргөлтийн даралт нь атмосферийн даралтаас арай өндөр (0.05 МПа) тул орон сууцны хагарал үүсэх эрсдэлийг арилгана. Их биений гадна суурилуулсан уурын генераторууд нь 200 МВт-ын гурван турбин генераторыг уураар хангадаг.
2014 оны 6-р сарын 27-ны өдөр 4-р эрчим хүчний блокийн биет ашиглалтад орсон реактор BN-800, 2015 оны 12-р сарын 10-нд анх удаа улсын эрчим хүчний нэгдсэн системд хамрагдаж, 2016 оны 10-р сарын 31-нд ашиглалтад орсон. Реактор нь эрлийз цөмийг ашиглан ажиллаж эхэлсэн бөгөөд гол хэсэг нь (84%) нь ураны түлш, 16% нь MOX түлштэй түлшний угсралтаас бүрддэг. Энэхүү реакторыг MOX түлшээр бүрэн ачих горимд шилжүүлэх ажлыг 2019 онд хийхээр төлөвлөж байгаа бөгөөд MOX түлш үйлдвэрлэх үйлдвэр баригдсан.
IN реактор BN-800баталгаажсан байдлаар ашигласан техникийн шийдлүүд, онд хэрэгжүүлсэн BN-600, түүнчлэн цахилгаан станцын аюулгүй байдлыг эрс нэмэгдүүлдэг шинэ зүйлүүд, тухайлбал: натрийн хоосон реактив нөлөөгүй, хөргөлтийн шингэний урсгал багассан үед асаалттай гидравлик жинтэй аваарын хамгаалалтын саваа, идэвхгүй аваарын хөргөлтийн систем, тусгай "хавх". Онц ноцтой ослын улмаас цөмийн хайлмал, хэлтэрхийг цуглуулж, хадгалах зорилгоор цулын доор байрлуулсан тул байгууламжийн газар хөдлөлтийг тэсвэрлэх чадварыг нэмэгдүүлсэн.
Одоогоор дэлхийд ажиллаж байгаа хурдан реакторууд
| Реактор | Реакторын байдал, зохион байгуулалт, хөргөлтийн шингэн | Эрчим хүч (дулааны/ цахилгаан) |
Шатахуун |
Улс | Үйл ажиллагаа явуулсан жилүүд |
| БОР-60 | Судалгаа, гогцоо, натри | 55/10 | исэл | Орос | 1969-2020 |
| BN-600 | 1470/600 | исэл | Орос | 1980-2020 | |
| BN-800 | Туршилтын-үйлдвэрлэлийн, интеграл, натри | 2100/800 | MOX | Орос | 2016-2043 |
| FBTR | 40/13,2 | карбид (металл) | Энэтхэг | 1985-2030 | |
| PFBR | Прототип, интеграл, натри | 1250/500 | исэл (металл) | Энэтхэг | - |
| CEFR | Туршилтын, интеграл, натри | 65/20 | исэл (MOX) |
Хятад | 2010-2040 |
| Жоёо | Туршилтын, интеграл, натри | 140/- | исэл | Япон | 1978-2007 он, одоогоор урт хугацааны сэргээн босголт хийгдэж байгаа, 2021 онд ашиглалтад оруулах боломжтой |
| Монжү | Прототип, гогцоо, натри | 714/280 | исэл | Япон | 1994-96, 2010, Японы засгийн газрын шийдвэрээр ашиглалтаас гарсан |
Японы засгийн газар хурдан нейтроны реактортой тус улсын цорын ганц атомын цахилгаан станц болох Монжүгийн цөмийн цахилгаан станцыг бүрэн татан буулгах шийдвэр гаргажээ.
Цөмийн зохицуулах агентлаг (NRA) JOYO хурдан натрийн судалгааны реакторыг дахин эхлүүлэх асуудлыг хэлэлцэхийг хойшлуулав. ЖОЁО-г дахин ажиллуулах зөвшөөрөл хүссэн өргөдлийг 2017 оны 3-р сарын 30-ны өдөр зохицуулагч байгууллагад өгсөн. Аппликешнд дахин эхлүүлэх тооцоолсон огноо байхгүй байна.
Тиймээс 1972 оноос хойш (хэрэглэгдэж эхэлснээс хойш BN-350) манай улсад цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх, усыг давсгүйжүүлэхэд хурдан реактор ашигладаг. Одоогийн байдлаар Орос бол цөмийн эрчим хүчний бүтцэд хурдан нейтрон реакторуудыг багтаасан дэлхийн цорын ганц орон юм. Энэ нь зөвхөн манай улсад л байсны үр дүнд хүрсэн шаардлагатай алхамууд BN технологийг хөгжүүлэх - натрийн хөргөлтийн шингэн бүхий хурдан реакторууд.
Хурдан нейтрон цөмийн реакторууд
Москвагийн ойролцоох Обнинск хотод баригдсан дэлхийн анхны атомын цахилгаан станц (АЦС) 1954 оны 6-р сард гүйдэл үйлдвэрлэжээ. Түүний хүч маш даруухан байсан - 5 МВт. Гэсэн хэдий ч тэр үүрэг гүйцэтгэсэн туршилтын тохиргооИрээдүйн томоохон атомын цахилгаан станцуудын ашиглалтын туршлага хуримтлуулсан. анх удаагаа үйлдвэрлэх боломж цахилгаан эрчим хүчорганик түлшний шаталтаар биш, гидравлик эрчим хүчээр биш, ураны цөмийн задралд үндэслэсэн.
Атомын цахилгаан станц цөм ашигладаг хүнд элементүүд- уран ба плутони. Цөмийг задлах үед энерги ялгардаг - энэ нь "ажиллаж" байдаг атомын цахилгаан станцууд. Гэхдээ та зөвхөн тодорхой масстай цөмийг ашиглаж болно - изотопын цөм. Изотопын атомын цөмд агуулагддаг ижил тоопротон ба янз бүрийн нейтронууд байдаг тул ижил элементийн өөр өөр изотопуудын цөм өөр масс. Жишээлбэл, уран нь 15 изотоптой боловч цөмийн урвалд зөвхөн уран-235 оролцдог.
Явах урвал дараах байдлаар явагдана. Ураны цөм нь аяндаа хэд хэдэн хэлтэрхий болж задардаг; тэдгээрийн дунд бөөмс байдаг өндөр энерги- нейтрон. Дунджаар 10 задрал тутамд 25 нейтрон байдаг. Тэд хөрш зэргэлдээ атомуудын цөмд цохиулж, тэдгээрийг задалж, нейтрон болон асар их хэмжээдулаан. Нэг грамм уран задрахад гурван тонн нүүрс шатаахтай ижил хэмжээний дулаан ялгардаг.
Цөмийн түлш байрладаг реактор дахь орон зайг цөм гэж нэрлэдэг. Энд хуваах ажил явагдаж байна атомын цөмуран болон ялгардаг дулааны энерги. Үйл ажиллагааны ажилтнуудыг хамгаалахын тулд хортой цацрагдагалдан гинжин урвал, реакторын ханыг нэлээд зузаан болгосон. Гинжин хэлхээний хурд цөмийн урвалТэдгээрийг нейтрон (ихэнхдээ бор эсвэл кадми) шингээдэг бодисоор хийсэн хяналтын саваагаар удирддаг. Идэвхтэй бүс рүү саваа илүү гүнзгийрэх тусам доошилно илүү нейтронТэд шингээх тусам цөөхөн нейтрон урвалд оролцож, бага дулаан ялгардаг. Үүний эсрэгээр, хяналтын савааг цөмөөс нь өргөхөд урвалд оролцох нейтронуудын тоо нэмэгдэж, бүгд илүү их тооураны атомууд хуваагдаж, тэдгээрийн дотор нуугдаж буй дулааны энерги ялгардаг.
Цөм хэт халсан тохиолдолд цөмийн реакторыг яаралтай унтраадаг. Онцгой байдлын саваа нь цөмд хурдан унаж, нейтроныг эрчимтэй шингээж, гинжин урвал удааширч эсвэл зогсдог.
Цөмийн реактороос дулааныг шингэн эсвэл хийн хөргөлтийн бодис ашиглан зайлуулж, цөмөөр шахдаг. Хөргөгч нь ус, натрийн металл эсвэл байж болно хийн бодисууд. Энэ нь цөмийн түлшнээс дулааныг авч, дулаан солилцогч руу шилжүүлдэг. Энэ хаалттай системхөргөлтийн шингэнийг анхдагч хэлхээ гэж нэрлэдэг. Дулаан солилцуурт анхдагч хэлхээний дулаан нь хоёрдогч хэлхээний усыг буцалгах хүртэл халаана. Үүссэн уурыг турбин руу илгээдэг эсвэл үйлдвэрлэлийн болон орон сууцны барилгыг халаахад ашигладаг.
Чернобылийн атомын цахилгаан станцад сүйрлийн өмнө Зөвлөлтийн эрдэмтэд ойрын жилүүдэд цөмийн эрчим хүчХоёр үндсэн төрлийн реакторыг өргөнөөр ашиглах болно. Тэдний нэг нь VVER нь даралтат усны эрчим хүчний реактор, нөгөө нь RBMK нь өндөр чадлын сувгийн реактор юм. Энэ хоёр төрлийг удаан (дулааны) нейтрон реактор гэж ангилдаг.
Даралтат усан реакторт идэвхтэй бүс нь 4 метр диаметртэй, 15 метр өндөртэй, зузаан ханатай, асар том тагтай ган цилиндр их биетэй байдаг. Дотор нь даралт 160 атмосферт хүрдэг. Урвалын бүсээс дулааныг зайлуулдаг хөргөлтийн шингэн нь ус бөгөөд насосоор шахдаг. Үүнтэй ижил ус нь нейтрон зохицуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Уурын генераторт энэ нь хоёрдогч хэлхээний усыг халааж, уур болгон хувиргадаг. Уур нь турбин руу орж түүнийг эргүүлнэ. Эхний болон хоёр дахь хэлхээ хоёулаа хаалттай байна.
Зургаан сар тутамд нэг удаа шатсан цөмийн түлшийг шинэ түлшээр сольж, реакторыг зогсоож, хөргөх шаардлагатай. Орос улсад Нововоронеж, Кола болон бусад атомын цахилгаан станцууд энэ схемийн дагуу ажилладаг.
RBMK-д зохицуулагч нь бал чулуу, хөргөгч нь ус юм. Турбинд зориулсан уурыг шууд реактороос гаргаж аваад турбинд хэрэглэсний дараа буцаана. Реактор дахь түлшийг зогсоох, хөргөхгүйгээр аажмаар сольж болно.
Дэлхийн анхны Обнинскийн атомын цахилгаан станц ийм төрлийнх юм. Ленинград, Чернобыль, Курск, Смоленскийн өндөр цахилгаан станцууд ижил схемийн дагуу баригдсан.
Нэг ноцтой асуудлуудАтомын цахилгаан станц бол цөмийн хаягдлыг булшлах явдал юм. Жишээлбэл, Францад томоохон компани Kozhem энэ чиглэлээр ажилладаг. Уран, плутони агуулсан түлшийг тээвэрлэх тусгай саванд битүүмжилсэн, хөргөж боловсруулалт хийх, хог хаягдлыг шилэнжүүлэх, устгах зорилгоор маш болгоомжтой илгээдэг.
"Шинжлэх ухаан ба амьдрал" сэтгүүлд И.Лаговский "Бидэнд атомын цахилгаан станцаас авчирсан түлшийг дахин боловсруулах үе шатуудыг маш болгоомжтой харуулсан" гэж бичжээ. – Буулгах машин, буулгах камер. Та үүнийг цонхоор харж болно. Цонхны шилний зузаан нь 1 метр 20 сантиметр байна. Цонхны дэргэд манипулятор байдаг. Эргэн тойронд гайхалтай цэвэр ариун байдал. Цагаан комбинзон. Зөөлөн гэрэл, хиймэл далдуу мод, сарнай. Тухайн газар ажилласны дараа амрах жинхэнэ ургамал бүхий хүлэмж. Олон улсын атомын энергийн агентлаг - МАГАТЭ-ийн хяналтын төхөөрөмж бүхий кабинетууд. Операторын өрөө - дэлгэцтэй хоёр хагас тойрог - буулгах, зүсэх, уусгах, шилэнжуулах ажлыг удирддаг. Бүх үйл ажиллагаа, савны бүх хөдөлгөөн нь операторуудын дэлгэц дээр тогтмол тусгагдсан байдаг. Ажлын өрөөнүүд өөрсдөө материалтай өндөр идэвхжилнэлээд хол, гудамжны нөгөө талд байдаг.
Шилэн хаягдал нь жижиг хэмжээтэй байдаг. Тэдгээрийг ган саванд хийж, эцсийн хогийн цэг рүү тээвэрлэх хүртэл агааржуулалттай босоо аманд хадгалдаг...
Уг чингэлэг нь өөрөө инженерийн урлагийн бүтээл бөгөөд түүний зорилго нь устгаж болохгүй зүйлийг бүтээх явдал байв. Төмөр замын платформууд, чингэлэг ачиж, замаас гарсан, цохиулсан бүрэн хурдаар урагшилнаИрж буй галт тэрэг, тээвэрлэлтийн явцад бусад төсөөлж болох, төсөөлшгүй осол аваарыг үүсгэсэн - чингэлэг бүх зүйлийг тэсвэрлэдэг."
Дараа нь Чернобылийн гамшиг 1986 онд эрдэмтэд атомын цахилгаан станцууд, ялангуяа RBMK төрлийн реакторуудын аюулгүй байдалд эргэлзэж эхлэв. VVER төрөл нь энэ талаар илүү таатай байдаг: осол аваар Америкийн станц 1979 онд Реакторын цөм хэсэгчлэн хайлж байсан Гурван миль аралд цацраг идэвхт бодис нь хөлөг онгоцыг орхисонгүй. Японы атомын цахилгаан станцууд удаан, осол авааргүй ажиллаж байгаа нь VVER-ийг дэмжиж байна.
Гэсэн хэдий ч эрдэмтдийн үзэж байгаагаар хүн төрөлхтнийг дараагийн мянганы дулаан, гэрлээр хангаж чадах өөр нэг чиглэл бий. Энэ нь хурдан нейтрон реактор буюу үржүүлэгч реакторуудыг хэлдэг. Тэд уран-238-ыг эрчим хүч гэхээсээ илүү түлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэхүү изотоп нь хурдан нейтроныг сайн шингээж, өөр элемент болох плутони-239 болж хувирдаг. Хурдан нейтрон реакторууд нь маш авсаархан байдаг: тэдэнд зохицуулагч эсвэл шингээгч шаардлагагүй - уран-238 тэдний үүргийг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийг үржүүлэгч реакторууд эсвэл үржүүлэгчид гэж нэрлэдэг ( Англи үг"үүлдэр" - үржүүлэх). Цөмийн түлшийг дахин үйлдвэрлэх нь ураныг хэдэн арван дахин илүү бүрэн ашиглах боломжийг олгодог тул хурдан нейтрон реакторууд нь цөмийн эрчим хүчний ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг гэж тооцогддог.
Энэ төрлийн реакторуудад дулаанаас гадна хоёрдогч цөмийн түлш үйлдвэрлэдэг бөгөөд үүнийг ирээдүйд ашиглах боломжтой. Энд эхний болон хоёр дахь хэлхээнд байхгүй өндөр даралт. Хөргөгч нь шингэн натри юм. Энэ нь эхний хэлхээнд эргэлдэж, өөрийгөө халааж, дулааныг хоёр дахь хэлхээний натри руу шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь эргээд уурын усны хэлхээний усыг халааж, уур болгон хувиргадаг. Дулаан солилцуурууд нь реактороос тусгаарлагдсан байдаг.
Эдгээр ирээдүйтэй станцуудын нэг нь Монжу хэмээх нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд Японы тэнгисийн эрэг дээрх Шираки мужид нийслэлээс баруун тийш дөрвөн зуун километрийн зайд байрлах амралтын газарт баригдсан.
Кансай цөмийн корпорацын тэргүүн К.Такенучи “Японы хувьд үржүүлэгч реактор ашиглах нь плутонийг дахин ашиглах замаар импортын байгалийн уранаас хараат байдлыг бууруулах боломжтой гэсэн үг юм. Тиймээс “хурдан реактор”-ыг хөгжүүлж, сайжруулж, үр ашиг, аюулгүй байдлын хувьд орчин үеийн атомын цахилгаан станцуудтай өрсөлдөхүйц техникийн түвшинд хүрэхийг эрмэлзэж байгаа нь ойлгомжтой.
Үржүүлэгч реакторуудыг хөгжүүлэх нь ойрын ирээдүйд эрчим хүч үйлдвэрлэх томоохон хөтөлбөр болох ёстой."
Монжу реакторын бүтээн байгуулалт нь Японд хурдан нейтрон реакторыг хөгжүүлэх хоёр дахь шат юм. Эхнийх нь Жоёо туршилтын реакторын зураг төсөл, бүтээн байгуулалт (" гэсэн утгатай" юм. мөнхийн гэрэл") 1978 онд ажиллаж эхэлсэн 50-100 МВт хүчин чадалтай. Үүнийг түлш, шинэ бүтцийн материал, эд ангиудын зан төлөвийг судлахад ашигласан.
Монжу төсөл 1968 онд эхэлсэн. 1985 оны 10-р сард станцын барилгын ажил эхэлсэн - суурийн нүх ухаж эхлэв. Талбайг хөгжүүлэх явцад 2 сая 300 мянган шоо метр чулуулаг далайд асгасан байна. Реакторын дулааны хүч нь 714 МВт. Түлш нь плутони болон ураны ислийн холимог юм. Цөмд 19 хяналтын саваа, 198 түлшний блок байдаг бөгөөд тус бүр нь 6.5 миллиметр диаметртэй 169 түлшний саваа (түлшний элементүүд - түлшний саваа) байдаг. Тэдгээр нь радиаль түлш үүсгэгч блокууд (172 ширхэг), нейтрон дэлгэцийн блокууд (316 ширхэг) -ээр хүрээлэгдсэн байдаг.
Реакторыг бүхэлд нь үүрлэсэн хүүхэлдэй шиг угсарсан боловч задлах боломжгүй болсон. Зэвэрдэггүй гангаар хийсэн (диаметр - 7,1 метр, өндөр - 17,8 метр) асар том реакторын савыг ослын үед натри асгарсан тохиолдолд хамгаалалтын бүрхүүлд байрлуулсан байна.
А.Лаговский "Шинжлэх ухаан ба амьдрал" сэтгүүлд "Реакторын камерын ган хийцүүд, бүрхүүлүүд болон хананы блокуудыг хамгаалалт болгон бетоноор дүүргэсэн" гэж бичжээ. Натрийн хөргөлтийн анхдагч системүүд нь реакторын савны хамт хатуу чангалагч бүхий аваарын бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн байдаг - дотоод диаметр нь 49.5 метр, өндөр нь 79.4 метр юм. Энэ массын эллипсоид ёроол нь 13.5 метр өндөртэй цул бетонон дэвсгэр дээр байрладаг. Бүрхүүл нь нэг ба хагас метр цагираг хэлбэрийн цоорхойгоор хүрээлэгдсэн бөгөөд дараа нь төмөр бетоны зузаан давхарга (1-1.8 метр) байна. Бүрхүүлийн бөмбөгөр нь мөн 0.5 метр зузаантай төмөр бетон давхаргаар хамгаалагдсан.
Онцгой байдлын бүрхүүлийн дараа газар хөдлөлтийн эсрэг барилгын шаардлагыг хангасан 100х115 метрийн хэмжээтэй өөр нэг хамгаалалтын барилга баригдаж байна. Яагаад саркофаг биш гэж?
Туслах реакторын саванд натрийн хоёрдогч хөргөлтийн систем, уурын усны систем, түлш ачих, буулгах төхөөрөмж, ашигласан түлш хадгалах сав байрладаг. Турбогенератор болон нөөц дизель генераторууд нь тусдаа өрөөнд байрладаг.
Онцгой байдлын бүрхүүлийн бат бөх байдал нь 0.5 атмосферийн илүүдэл даралт ба 0.05 атмосферийн вакуумд зориулагдсан. Шингэн натри асгарвал цагираган завсарт хүчилтөрөгч шатах үед вакуум үүсч болно. Асгарсан натрид хүрч болзошгүй бүх бетоны гадаргууг дулааны стрессийг тэсвэрлэх хангалттай зузаантай ган хуудсаар бүрсэн байна. Дамжуулах хоолой болон цөмийн байгууламжийн бусад бүх хэсгүүдэд баталгаа байх ёстой учраас ийм зүйл тохиолдохгүй бол тэд өөрсдийгөө ингэж хамгаалдаг."
Үл мэдэгдэх, татгалзсан эсвэл нуугдмал номноос зохиолч Царева Ирина Борисовна Том номноос Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичигзохиогчийн (PR). TSB Зохиогчийн бичсэн "Агуу Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг" номноос TSB Зохиогчийн бичсэн Их Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь (YAD) номноос TSBЦөмийн сум Цөмийн сум, пуужингийн цэнэгт хошуу, торпедо, нисэх онгоц (гүн) бөмбөг, их бууны сум, цөмийн цэнэгтэй мина. Төрөл бүрийн байг онох, бэхлэлт, байгууламж болон бусад ажлыг устгахад зориулагдсан. Үйлдэл Я. суурилсан
Номноос Нэвтэрхий толь бичиг далавчтай үгсболон илэрхийлэл зохиолч Серов Вадим Васильевич "Цахилгаан дэд станц ба хуваарилах байгууламжийн ашиглалт" номноос зохиолч Красник В.В. Дорнын 100 агуу нууц номноос [зурагтай] зохиолч Непомнящий Николай Николаевич Номноос Их нэвтэрхий толь бичиглаазлах зохиолч Семикова Надежда Александровна Технологийн агуу нэвтэрхий толь номноос зохиолч Зохиогчдын баг Саяын шилдэг борлуулалттай номноос. Бестселлерээ хэрхэн бичих, нийтлэх, сурталчлах зохиолч Масленников Роман МихайловичМагадгүй тэдний Платонууд / Мөн Ньютонуудын хурдан оюун ухаанууд / Оросын газарМихаил Васильевич Ломоносовын (1711 - 1765) "Эзэн хатан хаан Елизаветагийн хаан ширээнд суусан өдөр" (1747) шүлээс "Невтон" гэдэг нь Английн физикч, математикч Исаакийн нэрний эртний дуудлага юм.
Зохиогчийн номноосОросын газар нутаг өөрийн гэсэн Платоновыг юу төрүүлж чадах вэ / Мөн хурдан ухаантай Ньютонууд / Михаил Васильевич Ломоносовын (1711 - 1765) "Эрхэмсэг хатан хаан Елизавета Петровнагийн Бүх Оросын хаан ширээнд заларсан өдөр 1747" зохиолоос. . "Невтон" -
Зохиогчийн номноос2.6. Трансформаторын нейтралын газардуулга. Чадвартай гүйдлийг нөхөх нуман дарах реакторууд 35 кВ ба түүнээс доош хүчдэлийн цахилгааны сүлжээнүүд нь трансформаторын ороомгийн тусгаарлагдсан саармагтай буюу 110 кВ ба түүнээс дээш хүчдэлийн нуман дарах реактороор дамжуулан газардуулгатай ажилладаг;
Зохиогчийн номноос Зохиогчийн номноос Зохиогчийн номноосХимийн реакторууд Химийн реакторууд нь хангадаг төхөөрөмж юм химийн урвал. Эдгээр нь дизайн, урвалын нөхцөл, реакторт харилцан үйлчилдэг бодисын төлөв байдалд (тэдгээрийн концентраци, даралт, температур) ялгаатай байдаг. -аас хамаарна
Зохиогчийн номноосХамгийн хурданд зориулсан гурван хэсэг Энэ ном жижиг, энэ бол санаатай. Ямар ид шидийн цохилт вэ! Унш, хий, үр дүнг нь аваарай. Одоо хамгийн идэвхтэй хүмүүст зориулсан гурван хэсэг байх болно. Хэрэв та хурдан суралцдаг бол эдгээр таван хуудас нь үүнийг дуусгахад хангалттай байх болно
Слайд 11. Хурдан нейтрон реакторын цөмд өндөр баяжуулсан 235U түлш бүхий түлшний саваа байрлуулна. Идэвхтэй бүс нь үржлийн бүсээр хүрээлэгдсэн байдаг
түлшний түүхий эдийг агуулсан түлшний элементүүдээс (228U эсвэл 232Th шавхагдсан). Цөмөөс гарч буй нейтронууд үржлийн бүсэд түлшний түүхий эдийн цөмд баригдаж, шинэ цөмийн түлш үүсдэг. Хурдан реакторуудын давуу тал нь тэдгээрийн дотор цөмийн түлшний өргөтгөсөн хуулбарыг зохион байгуулах боломж юм. эрчим хүч үйлдвэрлэхтэй зэрэгцэн шатсан цөмийн түлшний оронд шинэ цөмийн түлш үйлдвэрлэх. Хурдан реакторууд нь зохицуулагч шаарддаггүй бөгөөд хөргөлтийн шингэн нь нейтроныг удаашруулах шаардлагагүй.
Хурдан нейтрон реакторын гол зорилго нь зэвсгийн чанартай плутони (болон бусад хуваагддаг актинидүүд), эд ангиудыг үйлдвэрлэх явдал юм. атомын зэвсэг. Гэхдээ ийм реакторуудыг эрчим хүчний салбарт, тухайлбал байгалийн ураны бүхэлд нь буюу ихээхэн хэсгийг шатаахын тулд 238U-аас ялгардаг плутони 239Пу, түүнчлэн шавхагдсан ураны нөөцийг нэмэгдүүлэх зорилгоор ашигладаг. Хурдан нейтрон реакторуудын эрчим хүчний салбарыг хөгжүүлснээр цөмийн эрчим хүчийг түлшээр бие даан хангах асуудлыг шийдэж болно.
Слайд 12. Үржүүлэгч реактор, цөмийн реактор, цөмийн түлшийг "шатаах" нь хоёрдогч түлшний өргөтгөсөн үйлдвэрлэл дагалддаг. Үржүүлэгч реакторт цөмийн түлшний задралын явцад ялгарсан нейтронууд (жишээлбэл, 235U) реакторт байрлуулсан түүхий эдийн цөмтэй (жишээлбэл, 238U) харилцан үйлчилж, хоёрдогч цөмийн түлш (239Pu) үүсдэг. . Үржүүлэгч төрлийн реакторт үйлдвэрлэсэн болон шатаж буй түлш нь ижил химийн элементийн изотопууд (жишээлбэл, 235U шатдаг, 233U нь реактор хувиргагч төрөл, өөр өөр изотопууд); химийн элементүүд(жишээ нь, 235U шатсан, 239Пу дахин үйлдвэрлэгдсэн).
Хурдан реакторуудад цөмийн түлш нь 235U изотопын дор хаяж 15%-ийг агуулсан баяжуулсан хольц юм. Ийм реактор нь цөмийн түлшний өргөтгөсөн нөхөн үржихүйн боломжийг олгодог (үүнд хуваагдах чадвартай атомууд алга болохын зэрэгцээ тэдгээрийн зарим нь сэргээгддэг (жишээлбэл, 239Pu үүсэх)). Үндсэн хуваагдал нь хурдан нейтронуудаас үүдэлтэй бөгөөд задралын үйлдэл бүр нь олон тооны нейтронууд (дулааны нейтроны хуваагдалтай харьцуулахад) дагалддаг бөгөөд энэ нь 238U цөмд баригдах үед тэдгээрийг хувиргадаг (хоёр дараалсан β-ээр дамжуулан) -задрах) 239Pu цөмд, өөрөөр хэлбэл. шинэ цөмийн түлш. Энэ нь жишээлбэл, хурдан нейтрон реактор дахь 100 хуваагдсан түлшний цөмд (235U) хуваагдах чадвартай 150 239 Pu цөм үүсдэг гэсэн үг юм. (Ийм реакторын нөхөн үржихүйн хүчин зүйл нь 1.5 хүрдэг, өөрөөр хэлбэл 1 кг 235U-аас 1.5 кг Пу авдаг). 239Pu нь реакторт хуваагддаг элемент болгон ашиглаж болно.
Дэлхийн эрчим хүчний хөгжлийн үүднээс авч үзвэл хурдан нейтрон реакторын (BN) давуу тал нь дулааны нейтрон реакторт хуваагдах чадваргүй хүнд элементийн изотопуудыг түлш болгон ашиглах боломжийг олгодог. Түлшний эргэлт нь 238U ба 232Th-ийн нөөцийг агуулж болох бөгөөд энэ нь байгальд дулааны нейтрон реакторын гол түлш болох 235U-аас хамаагүй их байдаг. Цөмийн түлшийг 235U-аар баяжуулсны дараа үлдсэн "хаягдал уран"-ыг мөн ашиглаж болно. Плутонийг мөн ердийн реакторуудад үйлдвэрлэдэг боловч хамаагүй бага хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг гэдгийг анхаарна уу.
Слайд 13. BN - хурдан нейтрон ашигладаг цөмийн реактор. Хөлөг онгоцны үржүүлэгч реактор. Анхдагч ба хоёрдогч хэлхээний хөргөлтийн бодис нь ихэвчлэн натри байдаг. Гурав дахь хэлхээний хөргөлтийн шингэн нь ус ба уур юм. Хурдан реакторуудад зохицуулагч байдаггүй.
Хурдан реакторуудын давуу талууд нь илүү их зэрэгтүлшний шаталт (жишээ нь, кампанит ажлын урт хугацаа), сул тал нь хамгийн энгийн хөргөлтийн шингэнийг ашиглах боломжгүй байдаг тул өндөр өртөгтэй байдаг - ус, бүтцийн нарийн төвөгтэй байдал, хөрөнгийн өндөр зардал, өндөр өртөгтэйөндөр баяжуулсан түлш.
Өндөр баяжуулсан уран гэдэг нь уран-235 изотопын массын агууламж 20% ба түүнээс дээш хэмжээтэй уран юм. Цөмийн түлшний өндөр концентрацийг хангахын тулд цөмийн нэгж эзэлхүүн дэх хамгийн их дулааныг гаргах шаардлагатай. Хурдан нейтроны реакторын дулаан ялгаралт нь удаан нейтрон реакторын дулаан ялгарлаас араваас арван тав дахин их байдаг. Ийм реактор дахь дулааныг зайлуулах ажлыг зөвхөн натри, кали, эсвэл гелий, диссоциацийн хий зэрэг хамгийн сайн дулааны болон дулаан физик шинж чанартай хийн хөргөлтийн шингэн гэх мэт шингэн металлын хөргөлтийг ашиглан хийж болно. Ихэвчлэн хайлсан натри (натри хайлах цэг 98 ° C) зэрэг шингэн металлыг ашигладаг. Натрийн сул тал нь ус, агаар, галын аюулд үзүүлэх химийн өндөр урвалд ордог. Реакторын оролт дахь хөргөлтийн температур 370 ° C, гаралтын хэсэгт - 550 бөгөөд энэ нь ижил төстэй үзүүлэлтүүдээс арав дахин их, жишээ нь VVER-ийн хувьд - тэнд оролтын усны температур 270 градус байна. гарц - 293.
Температурын ялгаралтай хамт дизайны онцлогоос хамааран хоёр төрлийг ялгадаг - хурдан нейтронтой ба удаан реактор, заримдаа дулааны гэж нэрлэгддэг.
Урвалын явцад ялгарсан нейтронууд маш өндөр байдаг анхны хурд, онолын хувьд секундэд хэдэн мянган км замыг туулдаг. Эдгээр нь хурдан нейтронууд юм. Хөдөлгөөний явцад хүрээлэн буй бодисын атомуудтай мөргөлдсөний улмаас хурд нь удааширдаг. Хурдны зохиомлоор бууруулах энгийн бөгөөд боломжийн арга бол замд нь ус эсвэл бал чулуу байрлуулах явдал юм. Ийнхүү эдгээр бөөмсийн түвшинг зохицуулж сурснаар хүн хоёр төрлийн реакторыг бий болгож чаджээ. "Дулааны" нейтронууд удааширсны дараа хөдөлгөөний хурд нь бараг тэнцүү байдаг тул ийм нэрийг авсан. байгалийн хурдатомын доторх дулааны хөдөлгөөн. Тоон утгаараа секундэд 10 км хүртэл хурдтай байдаг. Бичил ертөнцийн хувьд энэ утга харьцангуй бага тул бөөмсийг бөөмөөр барьж авах нь маш олон удаа тохиолддог бөгөөд энэ нь хуваагдлын шинэ үеийг (гинжин урвал) үүсгэдэг. Үүний үр дагавар нь хурдан нейтрон реакторууд өөрөөрөө сайрхаж чадахгүй бага хуваагддаг материалын хэрэгцээ юм. Үүнээс гадна бусад Энэ мөчэнэ нь яагаад ажилчдын дийлэнх нь тайлбарлаж байна цөмийн станцуудЭнэ нь удаан нейтронуудыг ашигладаг.
Хэрэв бүх зүйлийг тооцоолсон бол бидэнд яагаад хурдан нейтрон реактор хэрэгтэй байна вэ? Эндээс харахад бүх зүйл тийм ч энгийн биш юм. Ийм суурилуулалтын хамгийн чухал давуу тал нь бусад реакторуудыг нийлүүлэх, түүнчлэн хуваагдлын мөчлөгийг нэмэгдүүлэх чадвар юм. Үүнийг илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.
Хурдан нейтрон реактор нь цөмд ачаалагдсан түлшийг илүү бүрэн дүүрэн ашигладаг. Дарааллаар нь эхэлцгээе. Онолын хувьд плутони-239 ба уран (изотоп 233 ба 235) гэсэн хоёр л элементийг түлш болгон ашиглаж болно. Байгальд зөвхөн U-235 изотоп байдаг боловч ийм сонголт хийх хэтийн төлөвийн талаар ярихад маш бага зүйл байдаг. Заасан уран ба плутони нь нейтроны урсгалд өртсөний үр дүнд үүссэн тори-232 ба уран-238-ын деривативууд юм. Гэхдээ энэ хоёр нь илүү түгээмэл байдаг байгалийн хэлбэр. Тиймээс хэрэв U-238 (эсвэл плутони-232) бие даасан задралын гинжин урвалыг эхлүүлэх боломжтой байсан бол түүний үр дүн нь уран-233 эсвэл плутони-239 гэсэн хуваагдмал материалын шинэ хэсгүүд гарч ирэх болно. Нейтроныг дулааны хурд хүртэл (сонгодог реакторууд) удаашруулах үед ийм процесс боломжгүй: тэдгээрийн доторх түлш нь U-233 ба Pu-239 боловч хурдан нейтрон реактор нь үүнийг хийх боломжийг олгодог. нэмэлт хувиргалт.
Үйл явц нь дараах байдалтай байна: бид уран-235 эсвэл торий-232 (түүхий эд), мөн уран-233 эсвэл плутони-239 (түлш)-ийн тодорхой хэсгийг ачдаг. Сүүлийнх нь (тэдгээрийн аль нэг нь) эхний элементүүд дэх урвалыг "гал асаахад" шаардлагатай нейтроны урсгалыг хангадаг. Ялзрах явцад станцын генераторууд түүнийг цахилгаан болгон хувиргадаг. Хурдан нейтронууд нь түүхий эдэд нөлөөлж, эдгээр элементүүдийг түлшний шинэ хэсэг болгон хувиргадаг. Дүрмээр бол шатаасан болон үйлдвэрлэсэн түлшний хэмжээ тэнцүү байдаг боловч илүү их түүхий эд ачигдвал хуваагдмал материалын шинэ хэсгүүд үүсэх нь хэрэглээнээс ч хурдан явагддаг. Тиймээс ийм реакторуудын хоёр дахь нэр - үржүүлэгчид. Илүүдэл түлшийг сонгодог удаан төрлийн реакторуудад ашиглаж болно.
Хурдан нейтрон загварын сул тал нь уран-235-ыг ачаалахын өмнө баяжуулах шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь нэмэлт санхүүгийн хөрөнгө оруулалт шаарддаг. Үүнээс гадна, цөмийн дизайн нь өөрөө илүү төвөгтэй байдаг.
