راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

1

راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

دفتر از انرژی هسته ای

NUCLEAR 101: راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟
29 مارس 2021

 

  1. دفتر انرژی هسته ای
  2.  

  3. NUCLEAR 101: راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

Reactor Palo%20Verde APS 0 - راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

APS

راکتورهای هسته ای قلب یک نیروگاه هسته ای هستند.

آنها حاوی و کنترل واکنش های زنجیره ای هسته ای هستند که از طریق یک فرآیند فیزیکی به نام شکافت گرما تولید می کنند. این گرما برای تولید بخار استفاده می شود که توربین را برای تولید برق می چرخاند.

با بیش از 440 راکتور تجاری در سراسر جهان ، از جمله 94 راکتور در ایالات متحده، انرژی هسته ای همچنان یکی از بزرگترین منابع برق قابل اطمینان بدون کربن در دسترس است.

شکافت هسته ای گرما ایجاد می کند

وظیفه اصلی یک راکتور نگهداری و کنترل شکافت هسته ای است – فرآیندی که در آن اتم ها شکافته شده و انرژی آزاد می کنند.

شکافت و همجوشی: تفاوت چیست؟

راکتورها از اورانیوم برای سوخت هسته ای استفاده می کنند. اورانیوم به گلوله های سرامیکی کوچک تبدیل می شود و در لوله های فلزی مهر و موم شده ای به نام میله های سوخت روی هم چیده می شود. به طور معمول بیش از 200 عدد از این میله ها به صورت بسته بندی شده در کنار هم قرار می گیرند تا یک مجموعه سوخت را تشکیل دهند. یک هسته راکتور معمولاً بسته به سطح توان از چند صد مجموعه تشکیل شده است. 

در داخل مخزن راکتور، میله های سوخت در آب غوطه ور می شوند که هم به عنوان خنک کننده و هم به عنوان تعدیل کننده عمل می کند. تعدیل کننده به کاهش سرعت نوترون های تولید شده توسط شکافت کمک می کند تا واکنش زنجیره ای را حفظ کند.

سپس میله های کنترل را می توان برای کاهش سرعت واکنش به هسته راکتور وارد کرد یا برای افزایش آن از آن خارج کرد.

گرمای ایجاد شده توسط شکافت، آب را به بخار تبدیل می کند که توربین را برای تولید برق بدون کربن می چرخاند.

انواع راکتورهای آب سبک در ایالات متحده       

همه راکتورهای هسته ای تجاری در ایالات متحده راکتورهای آب سبک هستند. این بدان معناست که آنها از آب معمولی هم به عنوان خنک کننده و هم به عنوان تعدیل کننده نوترون استفاده می کنند.

دو نوع راکتور آب سبک در آمریکا وجود دارد.

راکتورهای آب تحت فشار

Pressurized Water Reactor%201200%20x%20900 01 0 - راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

گرافیک سارا هارمن | وزارت انرژی آمریکا

بیش از 65 درصد از راکتورهای تجاری در ایالات متحده راکتورهای آب تحت فشار یا PWR هستند. این راکتورها آب را تحت فشار زیاد به داخل هسته راکتور پمپ می کنند تا از جوشیدن آب جلوگیری کنند.

آب موجود در هسته توسط شکافت هسته ای گرم می شود و سپس به لوله های داخل یک مبدل حرارتی پمپ می شود. این لوله ها یک منبع آب جداگانه را برای ایجاد بخار گرم می کنند. سپس بخار یک ژنراتور الکتریکی را برای تولید برق می چرخاند.

آب هسته به راکتور برمی گردد تا دوباره گرم شود و این فرآیند تکرار می شود.

راکتورهای آب جوش

Boiling Water Reactor%201200%20x%20900 01 1 - راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

گرافیک سارا هارمن | وزارت انرژی آمریکا

تقریباً یک سوم رآکتورهای فعال در ایالات متحده راکتورهای آب جوش (BWR) هستند.

BWR ها آب را گرم می کنند و بخار را مستقیماً در داخل مخزن راکتور تولید می کنند. آب از طریق هسته راکتور پمپ می شود و با شکافت گرم می شود. سپس لوله‌ها بخار را مستقیماً به یک توربین می‌رسانند تا برق تولید کنند.

سپس بخار استفاده نشده به آب تغلیظ شده و مجدداً در فرآیند گرمایش استفاده می شود. 

منبع محتوای انگلیسی : energy

سوال پرسید
گذاشتن نظر
پاسخ خود را بنویسید .