Reactar niùclasach: prionnsapalan obrachaidh, agus an t-aonad cuairt

Dealbhadh agus obrachadh ann an reactar niùclasach stèidhichte air an initialization agus fèin-smachd a 'cumail suas niuclasach reaction. Tha e air a chleachdadh mar ghoireas rannsachaidh airson a 'dèanamh isotopes rèidio-beò agus mar stòras lùtha airson cumhachd niuclasach lusan.

Reactar niùclasach: prionnsabal obrachadh (goirid)

Used so fission pròiseas anns a bheil trom niuclas ga sgaradh ann an dà mìrean nas lugha. Tha na tobhtaichean seo ann an bhioran stàite agus neutrons mach, agus pìosan eile subatomic agus photons. Neutrons faodaidh ùr roinnean mar thoradh air a bheil iad fiù 's barrachd a thèid a sgaoileadh, agus mar sin air. Tha seo leantainneach fèin-mhaoinichte àireamh de disintegrations ghairm slabhraidh reaction. Aig an aon àm, tomhas mhòr de lùth, a 'dèanamh a tha ag amas air cleachdadh na cumhachd niuclasach.

Tha am prionnsapal obrachadh reactar niùclasach agus cumhachd niuclasach an lus a leithid sin 85% de na coloinidhean sgoltadh lùth ga leigeil a-mach taobh a-staigh ùine gu math goirid an dèidh toiseach an reaction. Tha a 'phàirt a tha air fhàgail air a dhèanamh le rèidio-beò crìonadh de fission bathar, an dèidh dhaibh a dhiùltadh neutrons. Radioactive crìonadh a tha am pròiseas far a bheil an atam a 'ruighinn cunbhalach stàite. Chùm e air, agus an dèidh sgaradh.

Tha boma atamach slabhraidh reaction meudachadh ann an dian, gus a 'chuid mhòr den stuth a thèid a sgoltadh. Tha seo a 'tachairt gu math luath, a' dèanamh air leth cumhachdach spreadhaidhean feart leithid de bhomaichean. Mechanism agus obrachadh a reactar niùclasach stèidhichte air prionnsabal 'cumail suas an t-slabhraidh-bhualadh air riaghladh cha mhòr daonnan ìre. Tha e air a dhealbh gus a sprèadh boma atamach mar nach urrainn.

Chain Reaction agus càineadh

Physics fission reactar air a dhearbhadh gu bheil sèine reaction coltachd dèidh niuclasach fission neutron sgaoilidh. Ma ùra sluaigh a 'lùghdachadh, bha an ìre de roinneadh ann an deireadh a' tuiteam gu neoni. Anns a 'chùis seo an reactar bidh ann subcritical stàite. Ma tha an neutron-sluaigh a chumail suas aig ìre daonnan, an fission ìre fhathast stàball. Tha an reactar bidh ann breithneachail staid. Agus mu dheireadh, ma thar ùine an neutron àireamh-sluaigh a 'fàs, a' roinn an t-astar agus cumhachd Meudaichidh. prìomh staid a 'fàs supercritical.

Tha am prionnsapal obrachadh reactar niùclasach dian-ath. Mus deach tòiseachadh air an t-sluagh neutron e faisg air neoni. An uair sin, oibrichean a thoirt air falbh smachd slatan bho bhun-, meudachadh air an sgaradh eitein a greis converts an reactar ann supercritical stàite. An dèidh a 'ruigsinn an rangaichte cumhachd oibrichean ìre thill smachd slatan,' mion-atharrachadh an uiread de neutrons. Mar thoradh air an reactar a chumail suas ann an staid èiginneach. Nuair a tha e riatanach gus stad a chur, a 'cur a-steach gnìomhaiche slatan tur. Suppresses seo a 'roinn agus a' cur a 'phrìomh ann subcritical stàite.

sheòrsaichean de rèactaran

Mhòr-chuid de a th 'ann an lùth a tha a' gineadh an teas a tha riatanach gus roth-uidheaman a 'dràibheadh, a' dràibheadh gineadairean dealan niùclasach taisbeanaidhean san t-saoghal. Cuideachd, tha mòran rannsachaidh rèactaran, agus an cuid a dhùthchannan tha aigeinn no bàtaichean-uachdar, air a stiùireadh le neart an dadam.

cumhachd lusan

Tha iomadh gnè de an seòrsa seo a reactar, ach fharsainge a ghabhail os làimh dealbhadh solas uisge. Ann an tionndadh, faodar a chleachdadh ann an pressurized uisge no uisge goileach. Anns a 'chiad chùis a' bruthadh àrd leaghan air a theasachadh le teas na prìomh agus a-steach dhan smùide generator. Tha, an teas bho bhun-sgoil gu àrd-sgoil ga thoirt seachad cuairt, anns a bheil barrachd uisge. Tha a chruthachadh smùide a 'cheann thall a' frithealadh mar an lionn a bhith ag obair ann an roth-smùide cearcall.

Tha an reactar S e goil seòrsa ag obair air prionnsapal dìreach lùth cearcall. Uisge a 'dol tro na prìomh, a thoirt gu goil thairis tro mheadhan Brùthadh ìre. Sàthaichte-smùide a 'dol tro shreath de separators agus dryers tha a chaidh a shocrachadh ann an reactar soitheach, a' ciallachadh anns a 'sverhperegretoe stàite. Superheated-smùide a tha an uair sin air a chleachdadh mar lionn ag obair, a 'tionndadh roth.

Àrd-Teòthachd-gas fhuarachadh

Àrd-Teòthachd-gas fhuarachadh reactar (HTGR) - a reactar niùclasach, a 'phrionnsabal obrachaidh a tha stèidhichte air cleachdadh mar chonnadh graphite measgachadh de chonnadh agus microspheres. Tha dà farpais dealbhaidhean:

• German "Loose-fill" an t-siostam, a tha a 'cleachdadh connadh spherical eileamaidean 60 mm ann an trast-thomhas, anns a bheil measgachadh de chonnadh agus graphite ann graphite slige;
• Ameireaga dreach de graphite sia-taobhach Prisms a interlock a chruthachadh cridhe.

Anns gach suidheachadh, a 'fuarachadh lionn a dhèanamh suas de helium fo sreath de mu 100 atmospheres. Tha an siostam helium Gearmailteach a 'dol tro na beàrnan ann an còmhdach de spherical connadh eileamaidean, agus ann an US - tro fosglaidhean ann an graphite Prisms a chur air dòigh còmhla meadhan na h-axis an reactar cridhe. Tha an dà roghainnean urrainn ag obair aig fìor àrd teòthachd, bho na graphite tha anabarrach àrd sublimation Teòthachd, agus ceimigeach helium inert tur. Hot helium faodar a chleachdadh dìreach mar ag obair lionn ann an roth-uidheam gas aig àrd Teòthachd no teas faodar a chleachdadh airson a 'gineadh smùide cearcall-uisge.

Liquid-meatailt reactar niùclasach: cuairt agus ag obair prionnsabal

Fast rèactaran le sodium fionnarachaidh a fhuair mòr-aire anns na 1960-1970 air. An uair sin, bha e coltach gu bheil an comas aca an ath-dhèanamh niuclasach connadh san àm ri teachd a tha a dhìth a thoirt gu buil connaidh airson gluasadach gnìomhachas niuclasach. Nuair a dh'fhàs e soilleir gu bheil seo a 'dùileachadh neo-phractaigeach, dealas, chailleadh anns na 1980an. Ach, anns na Stàitean Aonaichte, an Ruis, an Fhraing, Breatainn, Iapan agus a 'Ghearmailt a thogail sreath de rèactaran seòrsa seo. Chuid as motha dhiubh ag obair air uranium dà-ogsaid no measgachadh de plutonium dà-ogsaid. Anns na Stàitean Aonaichte, ge-tà, a bu mhotha a bha soirbheachadh a choileanadh le meatailt connadh.

CANDU

Canada air a 'cuimseachadh a chuid oidhirpean air an rèactaran, a tha a' cleachdadh nàdarra uranium. Seo às do fheum airson a dhèanamh nas beairtiche gus a 'cleachdadh seirbheisean dùthchannan eile. Mar thoradh air seo bha poileasaidh an deuterium-uranium reactar (CANDU). Smachd a chumail air agus socrachadh e a dhèanamh trom uisge. Dealbhadh agus obrachadh ann an reactar niùclasach a tha a 'cleachdadh tanca le fuar D ₂ O aig an àile. Gnìomhach sgìre permeated tiùbaichean zirconium alloy uranium connadh nàdarrach, tro bhith a 'sgaoileadh a' fuarachadh trom uisge. Dealan a chruthachadh le roinn an teas a 'gluasad ann an trom uisge fionnarachaidh, a tha air a cuairteachadh tro smùide generator. -Smùide ann an àrd-lùb an uair sin a 'dol tro roth-gnàthach cearcall.

goireasan rannsachaidh

Airson rannsachaidh reactar niùclasach a bu mhotha a chleachdadh gu tric, prionnsapal a tha air a dhèanamh suas ann an cleachdadh uisge fuarachaidh truinnsear agus uranium connadh eileamaidean ann an cruth co-chruinneachaidhean. Comasach air obrachadh ann an raon farsaing de chumhachd ìrean bho beagan cheudan kilowatts gu megawatt. Bho gineadh cumhachd Chan eil a 'bhun-amas de rannsachadh rèactaran, tha iad air a chomharrachadh le teas lùth a chruthachadh, agus an dùmhlachd de na prìomh chur lùth neutrons. Is e na crìochan Cuidichidh ri tomhas comas rannsachaidh a reactar a ghiùlan a-mach sgrùdaidhean sònraichte. Ìosal-shiostaman cumhachd buailteach a bhith ag obair aig oilthighean agus air an cleachdadh airson trèanadh, agus àrd-chumhachd a tha a dhìth ann an rannsachadh a 'dèanamh deuchainn-lannan airson stuthan agus feartan, a thuilleadh air airson rannsachadh coitcheann.

Tha an rannsachadh as cumanta reactar niùclasach, structar agus prionnsabal obrachadh mar a leanas. Tha gnìomhach sgìre suidhichte ann an bonn mòr domhainn amar-uisge. Tha seo a 'furastachadh Amharc agus sianal riarachadh a rèir a bheil am neutron shailean Faodar stiùireadh. Aig ìrean ìosal cumhachd nach eil feum air a phumpadh a 'fionnarachaidh, mar a chumail sàbhailte ag obair staid nàdarra convection de fionnarachaidh a' dèanamh cinnteach gu leòr teas dissipation. Tha an teas iomlaidear Mar as trice tha suidhichte air an uachdar, no ann an ceann shuas an amar far a bheil an t-uisge teth a tha cruinnichte.

bàta stàladh

Àireamh bun-sgoile agus cleachdadh na rèactaran niùclasach a tha iad a 'cleachdadh ann an bàtaichean-aigeil. 'S e am prìomh bhuannachd sin, an taca ri connadh fosail losgaidh siostaman airson dealan a chruthachadh iad nach eil feum air an èadhar. Mar sin,-aigeil niùclasach urrainn fhathast fon uisge airson ùine fhada, agus gnàthach diesel-electric aigeil Feumaidh àm gu àm ag èirigh gu uachdar na mara, a 'ruith adhair Motors. Cumhachd niuclasach a 'toirt ro-innleachdail a' bhuannachd a 'Chabhlach shoithichean. Taing do aice, chan eil feum a refuel ann an tìrean cèin no bhon so-leònte furasta tancairean.

Tha am prionnsapal obrachadh reactar niùclasach air bàta-tumaidh seòrsachadh. Ach, tha fios gu bheil e anns na Stàitean Aonaichte a 'cleachdadh leth saidhbhir uranium, agus deceleration agus fuarachaidh a tha solas uisge. Tha an dealbhadh a 'chiad reactar niùclasach aigeil USS nautilus bha buaidh mhòr aig cumhachdach rannsachaidh deilbhidhean. Tha nì sònraichte a tha an Glè Àrd reactivity iomall, a 'solarachadh leudaichte ùine obrach gun ath-chonnachadh, agus an comas airson ath-thòiseachadh an dèidh stad. Stèisean Cumhachd ann bàtaichean-aigeil a dh'fheumas a bhith glè shàmhach, lorgaidh a sheachnadh. Airson coinneachadh ri feuman sònraichte de clasaichean eadar-dhealaichte de bhàtaichean-aigeann modailean eadar-dhealaichte de chumhachd lusan a chaidh a stèidheachadh.

Cabhlach US air a 'phlèana' giùlan a chleachdadh reactar niùclasach, prionnsapal a tha a 'creidsinn gu bhith air iasad bho na bàtaichean-aigeil as motha. Fiosrachadh air an togail agus nach deach fhoillseachadh.

A bharrachd air na Stàitean Aonaichte, tha bàtaichean-aigeil niùclasach anns an RA, an Fhraing, an Ruis, Sìona agus na h-Innseachan. Anns gach suidheachadh, chaidh an dealbhachadh a nochdadh, ach tha e a 'creidsinn gu bheil iad uile gu math coltach - tha seo thoradh air an aon riatanasan airson an feartan teicnigeach. An Ruis cuideachd tha cabhlach beag de niuclasach icebreakers, a tha a 'stèidheachadh an aon reactar mar ann Sòbhieteach bàtaichean-aigeil.

uidheam gnìomhachais

Airson adhbharan riochdachaidh de armachd ìre plutonium-239 a 'cleachdadh reactar niùclasach, prionnsapal a tha air a dhèanamh suas ann an àrd cinneasachd le ìre ìosal lùth. Tha seo mar thoradh air gu bheil ùine-fhada de plutonium 'fuireach ann an cridhe a' dol gu cruinneachadh de nach eileas ag iarraidh ²⁴⁰ Pu.

riochdachaidh de tritium

An-dràsta, a 'phrìomh stuth a gheibhear le leithid siostaman a tha tritium ⁽³ H no T) - an ionnsaigh airson haidridean bomaichean. Plutonium-239 fhada leth-beatha 24.100 bliadhna, mar sin tha e dùthaich le armachd niùclasach a 'cleachdadh eileamaid seo, mar riaghailt, tha e barrachd feum air. Ann an coimeas ri ²³⁹ Pu, leth-beatha tritium e mu 12 bliadhna. Mar sin, a 'cumail suas Clàr-seilbhe riatanach, rèidio-beò seo isotope de haidridean feumar an giùlan a mach leantainneach. Anns na Stàitean Aonaichte, an Savannah River (Carolina a Deas), mar eisimpleir, tha grunn trom uisge rèactaran, a tha a 'dèanamh tritium.

fleodraidh cumhachd

Air a chruthachadh le rèactaran niùclasach, comasach air a bhith a 'toirt dealan agus smùide teas a sguabadh às an sgìrean iomallach. Anns an Ruis, mar eisimpleir, fhuair sinn a 'cleachdadh beag shiostaman cumhachd, a dh'aona-ghnothach a dhealbhadh gus frithealadh air an Artaig thuineachaidhean. Ann an Sìona, tha 10 megawatt lus HTR-10 solarachaidhean teas agus cumhachd an dealain Institiud Rannsachaidh, anns a bheil e suidhichte. Leasachadh beag rèactaran fo smachd fèin-obrachail le coltach comasan a dhèanamh san t-Suain agus Canada. Eadar 1960 agus 1972, Arm nan Stàitean Aonaichte a 'cleachdadh uisge rèactaran cùmhnant a thoirt seachad iomallach buinn anns a' Ghraonlainn agus Antarctica. Bha iad air an àite le connadh-ola lusan cumhachd.

rannsachadh fànais

A thuilleadh air sin, na rèactaran a dhealbhadh airson cumhachd is gluasad ann an rùm. Anns an ùine bho 1967 gu 1988, an t-Aonadh Sòbhieteach a stèidheachadh beag niuclasach stàlaidhean air "Kosmos" saidealan a thoirt seachad uidheam agus telemetry, ach tha am poileasaidh seo air a bhith na thargaid airson a chàineadh. Co-dhiù aon de na saidealan a-steach an àile na Talmhainn, ag adhbhrachadh truailleadh rèidio-beò an sgìrean iomallach Chanada. Tha na Stàitean Aonaichte a chur air bhog ach an aon saideal le reactar niùclasach ann an 1965. Ach, pròiseactan air an cleachdadh ann an Deep Space miseanan, daoine rannsachaidh eile planaidean no air buan na gealaich ionad cumail a 'dol a bhith air a leasachadh. 'S e seo cinnteach gum bi-gas fhuarachadh no lionn-meatailt reactar niùclasach, corporra prionnsabalan a tha a' toirt an Teòthachd as àirde a ghabhas a dhìth gus lùghdachadh meud an nail. Cuideachd, an reactar rùm airson uidheamachd a bhith cho teann 'sa ghabhadh gus lùghdachadh an uiread de stuth a chleachdadh airson dhìonadh, agus a' lùghdachadh cuideam a chur air bhog aig àm agus àite-adhair. Connadh comas cinnteach obrachadh an reactar airson ùine a 'itealaich fànais.