- Як працює ядерний реактор?
- При всій розмаїтості конструкцій ядерних реакторів (Курчатов називав їх «казанами»), всі вони мають однакові за функціональним призначенням елементи і технологічні системи. Основним елементом реактора є активна зона - конструктивно виділений об'єм, куди завантажується ядерне паливо і де протікає керована ланцюгова реакція. Уран-235, що є основою ядерного палива, ділиться повільними (тепловими) нейтронами набагато краще, ніж швидкими, тому важливим елементом переважної більшості реакторів є сповільнювач нейтронів – речовина, при зіткненні з ядрами якої швидкі нейтрони поділу гублять свою первісну, досить високу енергію. Такі реактори називаються реакторами на теплових нейтронах (РТН). Активні зони реакторів на швидких нейтронах (РБН) позбавлені сповільнювача, тому для досягнення ланцюгової реакції концентрація урану-235 (або плутонію) у їхньому ядерному паливі набагато вища. При протіканні ланцюгової реакції виділяється величезна кількість тепла. Воно відводиться з активної зони теплоносієм - рідкою або газоподібною речовиною, що проходить через її об'єм. У РТН як теплоносій найчастіше використовується вода, у реакторах на швидких нейтронах - розплави металів (наприклад, натрію в реакторі БН).
Обов'язковими системами будь-якого реактора є система керування і захисту, що дозволяє здійснювати обраний режим протікання керованої ланцюгової реакції поділу, а також система аварійного захисту - для швидкого припинення реакції при виникненні аварійної ситуації. Дія обох систем передбачає введення в активну зону стрижнів з матеріалів, інтенсивно поглинаючих нейтрони (найчастіше - карбіду бору). Всі сучасні ядерні реактори обладнані багатобар’єрними системами радіаційного захисту, що запобігають опроміненню персоналу і розповсюдженню радіоактивних речовин у зовнішнє середовище.
- Які бувають реактори? Що означають їх назви?
- Основа ядерних потужностей у світі - це енергетичні реактори, призначені для одержання електроенергії. Крім них існують дослідницькі реактори (для проведення наукових експериментів і наробітку радіонуклідної продукції), суднові (двигуни кораблів-атомоходів) та інші, котрих порівняно небагато. Скорочення в назвах реакторів означають їх призначення, а також найважливіші фізико-технічні і конструктивні особливості. Так, абревіатура «ВВЕР-1000» означає «водо-водяний енергетичний реактор» (РТН електричною потужністю 1000 МВт, де вода - і сповільнювач, і теплоносій). «РВПК-1000» означає «реактор великої потужності канальний електричною потужністю 1000 МВт», «БН» - «швидкий натрієвий» (реактор на швидких нейтронах з натрієвим теплоносієм). Іноді реактори називаються за іншими особливостями. Наприклад, ВВЕР часто називають реактором з водою під тиском (за основним принципом тепловідведення), а РВПК - водо-графітовим киплячим (вода - теплоносій, графіт - сповільнювач, вода перетворюється у пару безпосередньо в активній зоні). У всіх реакторів - власне паливо і свої особливості.
- Що являє собою АЕС? Як вона працює?
- Завдання електростанцій - виробництво електроенергії. На АЕС відбуваються три взаємних перетворення форм енергії: ядерна енергія переходить у теплову, теплова - у механічну, механічна - в електричну.
АЕС за своєю природою - це електростанція, де в якості палива (замість вугілля чи газу) використовується ядерне паливо - уран. У склад основного обладнання АЕС входить ядерний реактор з парогенераторами (на ТЕС - це паровий котел), головні циркуляційні насоси, турбогенератор (турбіна з генератором струму), водосховище та більше 20 тисяч найменувань різноманітного обладнання, від простих насосів до найскладніших електронних блоків автоматичного управління.
Ядерний реактор - це установка для здійснення і використання керованої ланцюгової реакції поділу ядер урану. Головною частиною кожного реактора є активна зона, в якій знаходиться ядерне паливо. Уран поміщають в активну зону реактора в трубках, виготовлених з прозорого для нейтронів металу, які називають тепловиділяючими елементами (скорочено - ТВЕЛами).
Енергію, що виділяється при поділі ядер урану, необхідно відводити для подальшого використання. Це забезпечується безперервним прокачуванням води насосами через активну зону теплоносія, який нагрівається ТВЕЛами (1Контур). Тепло, що відбирається теплоносієм в активній зоні реактора, тим або іншим способом використовується для одержання водяної пари, що обертає турбогенератор. Пара (2 Контур) подається на турбіну, де потенційна енергія стисненої водяної пари перетворюється в механічну енергію обертання. На одному валу з турбіною знаходиться генератор (загальна назва - турбогенератор) - обладнання, яке виробляє електричний струм. Після того, як пара віддасть свою енергію в турбіні, вона охолоджується в конденсаторах за допомогою води технічного контуру, конденсується і знову у вигляді води подається до парогенератора. В якості технічного контуру використовують ставок-охолоджувач, або градирню. Охолоджену у ставку-охолоджувачі, або градирні воду повертають у конденсатор.
