عضویت العربیة English
پیامبر اکرم صلّی الله علیه و آله: هر کس حسین را دوست بدارد، خداوند دوستدار اوست. بحارالأنوار، ج43، ص261

راکتور هاي هسته اي

راکتور هاي هسته اي
شنبه 30 بهمن 1389  08:00 ب.ظ

 

مقدمه:

راکتور هاي هسته اي قدرت نقش توليد انرژي را به عهده دارند.امروزه، گرماي توليد شده در راکتور هاي هسته اي قدرت،بيشتر براي توليد انرژي الکتريکي مورد استفاده قرار مي گيرد.استفاده هاي ديگر ميتواند شامل توليد گرماي مورد نياز براي فرآيند هاي صنعتي،نمک زدايي(شيرين سازي) آب دريا، تأمين حرارت منطقه اي در شهر هاي بزرگ و کوچک، حرکت کشتي ها و مخصوصاً در زير دريايي ها باشد.

انگيزه اقتصادي ساخت راکتور هاي هسته اي، به دليل چگالي انرژي خيلي زياد در سوخت اورانيم آنهاست که به طور نسبي سبب قيمت پايين تر واحد انرژي توليد شده مي شود. يک کيلو گرم اورانيم (با 3 درصد از اورانيم _235) KJ109×5/2 کيلو ژول انرژي توليد ميکند.در مقابل،يک تن سوخت فسيلي، KJ107×4 کيلو ژول انرژي توليد مي کند. انرژي هسته اي در سال 1996،حدود 7 درصد کل مصرف انرژي و برابر 17 درصد مصرف انرژِي الکتريکي جهان بوده است.اين مقدار در آخر سال 2004برابر با 5/16 درصد انرژِي الکتريکي مصرفي جهاني است.



انواع راکتور هاي قدرت:

1) راکتور هاي آب سبک تحت فشار (PWR)

2) راکتور هاي آب سبک جوشان (BWR)

3) راکتور هاي خنک شونده با گاز(GCR)

4) راکتور هاي خنک شونده با آب سبک وکند کننده گرافيکي

(LWGR and RBMK)

5) راکتور هاي آب سنگين تحت فشار (CANDU)

6) راکتور هاي زاينده سريع با فلز مايع(LMFBR/FBR)

7)راکتور هاي خنک شونده با مواد آلي


 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:راکتور هاي هسته اي
شنبه 30 بهمن 1389  08:02 ب.ظ

 

) راکتور هاي آب سبک تحت فشار (PWR)

اين راکتور با اورانيم فلزي کار ميکند؛قلب راکتور مجموعه هاي سوخت چهار وجهي را که کنار هم چيده شده اند در بر مي گيرد.مجموعه هاي سوخت از تعداد زيادي ميله هاي سوخت با ضخامت حدود يک سانتيمتر تشکيل يافته اند.هر ميله سوخت شامل قرص هاي دي اکسيد اورانيم با اورانيم _235غني شده،حدود 4_3 درصد مي باشد.آلياژي از زير کونيم غلاف اين ميله ها را تشکيل مي دهد.حرارت توليد شده در اين ميله هاي سوخت،توسط يک ماده خنک کننده در مدار اوليه به مدار ثانويه انتقال داده مي شود که حرارت اين سيکل اخير مولد هاي بخار را فعال نموده و بلاخره توربين ها را به حرکت در مي آورند. حرارت هاي اضافي توسط برج هاي خنک کننده به هوا، رودخانه و دريا وارد مي شوند.

2) راکتور هاي آب سبک جوشان (BWR)

طراحي اين نوع راکتور (BWR) شباهت زيادي به PWR دارد بجز اينکه فقط داراي يک مدار آب خنک کننده با فشار کم (حدود 75 اتمسفر ) مي باشد.در اين شرايط حرارت آب به حدود 285 درجه سانتيگراد رسيده و اين آب در قلب راکتور جوشان خواهد شد.طراحي اين راکتور طوري است که 15_12 درصد آب در بالاي قلب به صورت بخار وجود دارد،لذا در اين وضعيت خاص کند کنندگي و راندمان نوترون هاي م?ثر کمتر خواهد بود.

بخار حاصل از گرماي راکتور از صفحاتي عبور کرده و به بالاي قلب راکتور مي رسد که از آنجا مستقيماً به توربين ها هدايت مي شود که اين خود بخشي از مدار راکتور محسوب مي گردد.

مجتمع سوخت راکتور هاي BWR هر يک شامل 100_90 ميله سوخت هستند.تعداد مجتمع هاي سوخت اين راکتور ها به 750 مي رسد که اورانيم موجود در آنها حدود 140 تن مي باشد. سيستم کنترل ثانويه، محدود کردن عبور آب و بخار به قسمت هاي بالايي قلب راکتور را به عهده دارد که اين سبب کاهش قدرت کند کنندگي آب در راکتور مي گردد.
 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:راکتور هاي هسته اي
شنبه 30 بهمن 1389  08:03 ب.ظ

 

) راکتور هاي خنک شونده با گاز(GCR)

راکتور هاي خنک شونده با گاز اصولاً در کشور انگلستان ساخته شده و توسعه يافته است.در راکتور هاي GCR گرافيت به عنوان کند کننده و دي اکسيد کربن به عنوان خنک کننده در مدار اول نقش انتقال حرارت را بعهده دارد.اين حرارت به مدار بعدي که آب است منتقل و بخار حاصل توربين را به حرکت در مي آورد.

راکتور هاي AGCR نسل دوم راکتور هاي خنک شونده با گاز هستند. در اين دسته از راکتور ها هم گرافيت به عنوان کند کننده و دي اکسيد کربن به عنوان ماده خنک کننده مورد استفاده قرار گرفته است. سوخت اين راکتور ها، قرص هاي اکسيد اورانيم که تا 5/3_5/2 درصد غني شده و در غلاف هاي استيل زنگ نزن قرار داده شده اند.

4) راکتور هاي خنک شونده با آب سبک و کندکننده گرافيکي

اين يک نوع طراحي روسي است که از راکتور هاي توليد پلوتونيم اقتباس و توسعه يافته است.اين راکتور يک محفظه تحت فشار(قلب) عمودي دارد که در آن لوله هايي از بين کند کننده هاي گرافيتي عبور کرده است. لذا حرارت هاي توليد شده به آب خنک کننده منتقل گشته و در قلب راکتور تا 290 درجه سانتيگراد جوشان مي شود. اين وضعيت تا اندازه زيادي شبيه به راکتور هاي BWR است. سوخت اين راکتور، از اکسيد اورانيم کم غني شده مي باشد و در مجموعه هاي سوخت بطول 5/3 متر قرار قرار مي گيرد. کند کنندگي حاصل از گرافيت جاگذاري شده در راکتور و جوشش اضافي به سادگي سبب کاهش خنک کنندگي و جذب نوترون مي شود،بدون اينکه از واکنش شکافت جلوگيري نموده باشد و لذا يک باز خور مثبت ميتواند پديدار شود.

5) راکتور هاي آب سنگين تحت فشار (CANDU)

راکتور هاي فوق از نوع آب سنگين تحت فشار است که با سوخت اورانيم طبيعي کار مي کند.نام ديگر اين راکتور ها به CANDU موسوم است.

در راکتور هاي "کندو" از اورانيم طبيعي به عنوان سوخت و از آب سنگين به منظور کند کننده و خنک کننده راکتور (کند کننده و خنک کننده هر يک داراي سيستم جدا از هم مي با شد)استفاده مي شود. از آنجاييکه اين راکتور نيز توانايي جا دادن صدها مجتمع سوخت در لوله ها يا کانال هاي تحت فشار خود را در قلب راکتور دارد،لذا عمل سوخت گذاري راکتور در حال کار با تمام ظرفيت قابل اجرا است.
 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:راکتور هاي هسته اي
شنبه 30 بهمن 1389  08:15 ب.ظ

 



6) راکتور هاي زاينده سريع با فلز مايع(LMFBR/FBR)

در راکتور هاي PWR وBWR و ديگر انواع راکتور ها بخش عمده اي از واکنش شکافت بر روي ايزوتوپ اورانيم _235 اتفاق مي افتد.

در راکتور هاي زاينده سريع دو فرايند توليد انرژي و ساخته شدن هسته هاي جديد پلوتونيم با هم اتفاق مي افتند.قلب اين راکتور از دو قسمت تشکيل مي شود.ميله هاي سوخت که مخلوطي است، از دي اکسيد پلو تونيم و دي اکسيد اورانيم که در قسمت داخلي قراردارند .

در اينجا واکنشهاي شکافت غالب هستند درحالي که در قسمت بيروني فرايند غالب عبارت است از اورانيم_238 پلوتونيم_239 . اين قسمت بيروني حاوي اورانيم شده است (اورانيومي که کسر غني شده آن حتي از 7/0 درصد يعني مقدار طبيعي آنهم کمتر است) . در چنين راکتوري در واحد زمان ،پلوتونيم شکافت، پذير بيشتري حاصل ميشود، تا مقداري که تحت واکنش شکافت قرار گرفته ميشود (از اين رو اسم "زاينده " بر آن اطلاق شده است). از طرف ديگر نوترون ها کند نميشوند ، چرا که براي انجام فرآيندهاي مورد بحث در بالا وجود نوترون هاي سريع الزامي هستند .

7)راکتور هاي خنک شونده با مواد آلي

در راکتورهاي خنک شونده با مواد آلي از يک سري مواد آلي مايع مخصوصاً از مخلوط هايي از دي فينل و دي فينل اکسيد به عنوان يک عامل انتقال حرارت مناسب استفاده شده است .

دلايل مهمي که اين نوع راکتورها عمومي نشده اند عبارتند از :

? عدم آشنايي کامل از خاصيت انتقال حرارت اين دسته مواد

? خواص انتقال حرارت ضعيف تر اين مواد در مقايسه با آب

? حساسيت مواد آلي مخصوصاً نسبت به تابش


 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی
دسترسی سریع به انجمن ها