න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක දාමය. "න්‍යෂ්ටික ශක්තියේ භෞතික පදනම්

නූතන ලෝකයේ න්යෂ්ටික බලශක්තියේ වැදගත්කම

න්‍යෂ්ටික බලශක්තිය පසුගිය දශක කිහිපය තුළ විශාල ප්‍රගතියක් ලබා ඇති අතර එය බොහෝ රටවලට වඩාත්ම වැදගත් විදුලි ප්‍රභවයක් බවට පත්ව ඇත. ඒ අතරම, ජාතික ආර්ථිකයේ මෙම අංශයේ සංවර්ධනය පිටුපස දස දහස් ගණනක විද්‍යාඥයින්, ඉංජිනේරුවන් සහ සාමාන්‍ය සේවකයින්ගේ දැවැන්ත උත්සාහයන් ඇති බව මතක තබා ගත යුතුය, “සාමකාමී පරමාණුව” බවට පත් නොවන බවට සහතික වීමට සෑම දෙයක්ම කරයි. මිලියන ගණනක් මිනිසුන්ට සැබෑ තර්ජනයක්. ඕනෑම න්‍යෂ්ටික බලාගාරයක සැබෑ හරය න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයයි.

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් නිර්මාණය කිරීමේ ඉතිහාසය

එවැනි පළමු උපකරණය ඇමරිකාවේ දෙවන ලෝක යුද්ධයේ උච්චතම අවස්ථාවේ දී ප්රසිද්ධ විද්යාඥයෙකු සහ ඉංජිනේරුවෙකු වන E. Fermi විසින් ඉදිකරන ලදී. මෙම න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය චිකාගෝ ස්ටැක් ලෙසින් හැඳින්වූ අතර එහි ඇති අසාමාන්‍ය පෙනුම, එකිනෙක මත අසුරන ලද මිනිරන් කුට්ටි තොගයකට සමාන විය. මෙම උපකරණය යුරේනියම් මත ක්‍රියාත්මක වූ අතර එය කුට්ටි අතර පමණක් තබා ඇති බව සඳහන් කිරීම වටී.

සෝවියට් සංගමය තුල න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් නිර්මාණය කිරීම

අපේ රටේ න්‍යෂ්ටික ගැටළු කෙරෙහි ද වැඩි අවධානයක් යොමු විය. විද්යාඥයින්ගේ ප්රධාන ප්රයත්නයන් පරමාණුවේ මිලිටරි භාවිතය කෙරෙහි අවධානය යොමු කර ඇති බවක් තිබියදීත්, ඔවුන් සාමකාමී අරමුණු සඳහා ලබාගත් ප්රතිඵල ක්රියාකාරීව භාවිතා කළහ. පළමු න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, F-1 යන සංකේත නාමයෙන්, ප්‍රසිද්ධ භෞතික විද්‍යාඥ I. Kurchatov විසින් ප්‍රමුඛ විද්‍යාඥයින් කණ්ඩායමක් විසින් 1946 දෙසැම්බර් මස අවසානයේදී ගොඩනගන ලදී. එහි සැලකිය යුතු පසුබෑමක් වූයේ කිසිදු ආකාරයක සිසිලන පද්ධතියක් නොමැති වීමයි, එබැවින් එය නිකුත් කරන ශක්තියේ බලය අතිශයින් නොවැදගත් විය. ඒ සමගම, සෝවියට් පර්යේෂකයන් විසින් ආරම්භ කරන ලද කාර්යය සම්පූර්ණ කරන ලද අතර, එය වසර අටකට පසුව ඔබ්නින්ස්ක් නගරයේ ලෝකයේ පළමු න්යෂ්ටික බලාගාරය විවෘත කිරීමට හේතු විය.

ප්රතික්රියාකාරකයේ මෙහෙයුම් මූලධර්මය

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් යනු අතිශය සංකීර්ණ හා භයානක තාක්ෂණික උපකරණයකි. එහි ක්‍රියාකාරීත්වයේ මූලධර්මය පදනම් වී ඇත්තේ යුරේනියම් ක්ෂය වීමේදී නියුට්‍රෝන කිහිපයක් මුදා හරින අතර එමඟින් අසල්වැසි යුරේනියම් පරමාණු වලින් මූලික අංශු තට්ටු කරයි. මෙම දාම ප්‍රතික්‍රියාව මගින් තාපය හා ගැමා කිරණ ආකාරයෙන් සැලකිය යුතු ශක්තියක් නිකුත් කරයි. ඒ අතරම, මෙම ප්‍රතික්‍රියාව කිසිඳු ආකාරයකින් පාලනය නොකළහොත් යුරේනියම් පරමාණුවල විඛණ්ඩනය සිදුවන බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය. කෙටි කොන්දේසිඅනවශ්ය ප්රතිවිපාක සහිත බලවත් පිපිරීමක් ඇති විය හැක.

දැඩි ලෙස අර්ථ දක්වා ඇති සීමාවන් තුළ ප්රතික්රියාව ඉදිරියට යාමට නම්, න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් නිර්මාණය කිරීම ඉතා වැදගත් වේ. වර්තමානයේ, එවැනි සෑම ව්යුහයක්ම සිසිලනකාරකය ගලා යන බොයිලේරු වර්ගයකි. ජලය සාමාන්‍යයෙන් මෙම ධාරිතාවයෙන් භාවිතා වන නමුත් ද්‍රව මිනිරන් හෝ බර ජලය භාවිතා කරන න්‍යෂ්ටික බලාගාර තිබේ. විශේෂ ෂඩාස්රාකාර කැසට් සිය ගණනක් නොමැතිව නවීන න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් ගැන සිතාගත නොහැකිය. සිසිලනකාරක ගලා යන නාලිකා හරහා ඒවා ඉන්ධන උත්පාදක මූලද්රව්ය අඩංගු වේ. මෙම කැසට් පටය නියුට්‍රෝන පරාවර්තනය කිරීමට සහ එමඟින් දාම ප්‍රතික්‍රියාව මන්දගාමී කිරීමට හැකියාව ඇති විශේෂ තට්ටුවකින් ආලේප කර ඇත.

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය සහ එහි ආරක්ෂාව

එය ආරක්ෂණ මට්ටම් කිහිපයක් ඇත. ශරීරයට අමතරව, එය ඉහළින් විශේෂ තාප පරිවාරකයක් සහ ජීව විද්යාත්මක ආරක්ෂාවක් ආවරණය කර ඇත. ඉංජිනේරුමය දෘෂ්ටි කෝණයකින්, මෙම ව්යුහය බලවත් ශක්තිමත් කොන්ක්රීට් බංකරයක් වන අතර, දොරවල් හැකි තරම් තදින් වසා ඇත.

1948 දී, I.V Kurchatov ගේ යෝජනාව අනුව, පළමු කාර්යය ප්රායෝගික යෙදුමවිදුලිය නිපදවීමට පරමාණුක ශක්තිය. මෙගාවොට් 5 ක ධාරිතාවයකින් යුත් ලොව ප්‍රථම කාර්මික න්‍යෂ්ටික බලාගාරය 1954 ජුනි 27 වන දින USSR හි කළුග කලාපයේ පිහිටි Obninsk නගරයේ දියත් කරන ලදී.

සෝවියට් සංගමයෙන් පිටත, මෙගාවොට් 46 ක ධාරිතාවයකින් යුත් පළමු කාර්මික න්‍යෂ්ටික බලාගාරය 1956 දී කැල්ඩර් ශාලාවේ (මහා බ්‍රිතාන්‍යයේ) ක්‍රියාත්මක විය. වසරකට පසුව, Shippingport (USA) හි 60 MW න්යෂ්ටික බලාගාරයක් ක්රියාත්මක විය.

ලොව විශාලතම න්‍යෂ්ටික බලාගාර ඇණිය අයත් වන්නේ එක්සත් ජනපදයටයි. ගිගාවොට් 100 ක පමණ සම්පූර්ණ ධාරිතාවක් සහිත විදුලි ඒකක 104 ක් ක්‍රියාත්මක වේ. ඔවුන් විදුලි නිෂ්පාදනයෙන් 20% ක් සපයයි.

න්‍යෂ්ටික බලාගාර භාවිතයේ ලොව ප්‍රමුඛයා වන්නේ ප්‍රංශයයි. එහි න්‍යෂ්ටික බලාගාර 59ක් මුළු විදුලියෙන් 80%ක් පමණ නිපදවයි. එපමණක් නොව, ඔවුන්ගේ සම්පූර්ණ ධාරිතාව ඇමරිකානු ඒවාට වඩා අඩුය - 70 GW පමණ.

ලෝකයේ න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක සංඛ්‍යාවේ නායකයින් අතර ඔබට ආසියානු රටවල් දෙකක් සොයාගත හැකිය - ජපානය සහ දකුණු කොරියාව.

න්‍යෂ්ටික බලශක්ති සංවර්ධනයේ වසර ගණනාවක් පුරා, බරපතල අනතුරු කිහිප වතාවක් සිදුවී ඇත, විශේෂයෙන් ඇමරිකානු ත්‍රී සැතපුම් දූපත් න්‍යෂ්ටික බලාගාරය, යුක්‍රේනියානු චර්නොබිල් න්‍යෂ්ටික බලාගාරය සහ ජපන් ෆුකුෂිමා-1 න්‍යෂ්ටික බලාගාරය.

බෙලාරුසියානු බලධාරීන් ලිතුවේනියාවේ දේශසීමාවේ සිට කිලෝමීටර් දස දහස් ගණනක් දුරින් පිහිටි ග්‍රොඩ්නෝ කලාපයේ න්‍යෂ්ටික බලාගාරයක් ඉදිකිරීමට සැලසුම් කරයි. මෙම දුම්රිය ස්ථානයට මෙගාවොට් 2.4 දහසක සම්පූර්ණ ධාරිතාවක් සහිත කුට්ටි දෙකක් ඇතුළත් වේ. පළමුවැන්න 2016 දී ද, දෙවැන්න 2018 දී ද ක්‍රියාත්මක වීමට අපේක්ෂා කෙරේ.

සබැඳි

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයපාලිත න්‍යෂ්ටික විඛණ්ඩන දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ලෙස හැඳින්වේ. වර්තමානයේ, භාවිතා කරන නියුට්‍රෝනවල ශක්තිය, භාවිතා කරන න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන වර්ගය, ප්‍රතික්‍රියාකාරක හරයේ ව්‍යුහය, මධ්‍යස්ථකාරක වර්ගය, සිසිලනකාරකය යනාදී විවිධ බලයේ විවිධ න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක වර්ග තිබේ. පළමු න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය 1942 දෙසැම්බර් මාසයේදී E. Fermi ගේ නායකත්වය යටතේ USA හි ඉදිකරන ලදී. යුරෝපයේ, පළමු න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය වූයේ F-1 ස්ථාපනයයි. එය 1946 දෙසැම්බර් 25 වන දින I.V Kurchatov ගේ නායකත්වය යටතේ මොස්කව්හිදී දියත් කරන ලදී.

ද්විත්ව පරිපථ පීඩන ජල බල ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් සහිත න්‍යෂ්ටික බලාගාරයක ක්‍රියාකාරිත්වයේ රූප සටහනක් රූපයේ දැක්වේ. ප්රතික්රියාකාරක හරය තුළ මුදා හරින ලද ශක්තිය ප්රාථමික සිසිලනකාරකය වෙත මාරු කරනු ලැබේ. ඊළඟට, සිසිලනකාරකය තාපන හුවමාරුකාරකය (වාෂ්ප උත්පාදක යන්ත්රය) වෙත ඇතුල් වේ, එහිදී එය ද්විතියික පරිපථ ජලය තාපාංකය දක්වා රත් කරයි. ප්රතිඵලයක් වශයෙන් වාෂ්ප විදුලි ජනක යන්ත්ර භ්රමණය වන ටර්බයිනවලට ඇතුල් වේ. ටර්බයිනවල පිටවීමේදී, වාෂ්ප සිසිලනකාරකයට ඇතුල් වන අතර, එය ජලාශයෙන් පැමිණෙන විශාල ජල ප්රමාණයක් මගින් සිසිල් කරනු ලැබේ.

මන්දගාමී නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරක

තාප නියුට්‍රෝන මත ක්‍රියා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක (ඒවායේ වේගය 2·10 3 m/s) පහත ප්‍රධාන කොටස් වලින් සමන්විත වේ:

A) විඛණ්ඩන ද්රව්ය, යුරේනියම් සමස්ථානික ලෙස භාවිතා කරන (\(~^(233)_(92)U\) ,\(~^(235)_(92)U\)), තෝරියම් (\(~^(232)_ (90)Th\)) හෝ ප්ලූටෝනියම් (\(~^(239)_(94)Pu\) , \(~^(240)_(94)Pu\) , \(~^(241)_(94 ) පු\)); b)නියුට්‍රෝන මොඩරේටර් , මිනිරන්, බර හෝ සාමාන්ය ජලය වන; V) නියුට්‍රෝන පරාවර්තකය, නියුට්‍රෝන මධ්‍යස්ථ කිරීම සඳහා සාමාන්‍යයෙන් එකම ද්‍රව්‍ය භාවිතා කරන; G)සිසිලනකාරකය , ප්රතික්රියාකාරක හරයෙන් තාපය ඉවත් කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත. ජලය, දියර ලෝහ සහ සමහර කාබනික ද්රව සිසිලනකාරක ලෙස භාවිතා වේ;ඈ) γ පාලන දඬු

; ඉ)(ඉන්ධන මූලද්‍රව්‍ය), ඉන් එකක ව්‍යුහය රූප සටහන 2 හි පෙන්වා ඇත. බාහිර පරිසරය, මුලින්ම, සිසිලනකාරකය සමඟ. ඉන්ධන මූලද්රව්යය තාපය හොඳින් සිදු කළ යුතුය, එය න්යෂ්ටික ඉන්ධන සිට සිසිලනකාරකය වෙත මාරු කරයි.

සහල්. 2. ඉන්ධන මූලද්රව්ය (ඉන්ධන කූරු)

ප්‍රතික්‍රියාව මගින් අවශ්‍ය ප්‍රමාණයට වඩා අඩු නියුට්‍රෝන නිපදවන්නේ නම්, දාම ප්‍රතික්‍රියාව ඉක්මනින් හෝ පසුව නතර වේ. අවශ්‍ය ප්‍රමාණයට වඩා නියුට්‍රෝන නිපදවන්නේ නම්, විඛණ්ඩන ප්‍රතික්‍රියාවට සම්බන්ධ යුරේනියම් න්‍යෂ්ටීන් සංඛ්‍යාව ඝාතීය ලෙස වැඩිවේ. නියුට්‍රෝන අවශෝෂණ වේගය වැඩි නොකළහොත් පාලිත ප්‍රතික්‍රියාවක් න්‍යෂ්ටික පිපිරීමක් දක්වා වර්ධනය විය හැක.

කැඩ්මියම්, හැෆ්නියම්, බෝරෝන් හෝ වෙනත් ද්‍රව්‍ය වලින් සාදන ලද පාලන දඬු භාවිතයෙන් නියුට්‍රෝන අවශෝෂණ වේගය වෙනස් කළ හැක (රූපය 3).

න්‍යෂ්ටික විඛණ්ඩනයේ දාම ප්‍රතික්‍රියාවකදී න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක මුදා හරින තාපය සිසිලනකාරකය මගින් ගෙන යනු ලැබේ - 10 MPa පීඩනයක් යටතේ ජලය, එහි ප්‍රති result ලයක් ලෙස ජලය තාපාංකයෙන් තොරව 270 ° C දක්වා රත් වේ. ඊළඟට, ජලය තාපන හුවමාරුකාරකයට ඇතුල් වන අතර, එහි අභ්යන්තර ශක්තියෙන් සැලකිය යුතු කොටසක් ද්විතියික පරිපථ ජලය වෙත ලබා දෙන අතර, පොම්ප ආධාරයෙන්, නැවතත් ප්රතික්රියාකාරක හරයට ඇතුල් වේ. තාපන හුවමාරුකාරකයේ ද්විතියික පරිපථ ජලය වාෂ්ප බවට පත් වන අතර එය ඇතුල් වේ වාෂ්ප ටර්බයිනය, විදුලි උත්පාදක යන්ත්රය ධාවනය කිරීම. පළමු වැනි දෙවන පරිපථය වසා ඇත. ටර්බයිනයෙන් පසුව, වාෂ්ප සිසිලනකාරකයට ඇතුල් වන අතර, සීතල ගලා යන ජලය මගින් දඟරය සිසිල් කරනු ලැබේ. මෙහිදී වාෂ්ප ජලය බවට පත් වන අතර, පොම්ප ආධාරයෙන් නැවතත් තාප හුවමාරුව වෙත ඇතුල් වේ. පරිපථවල ජලය චලනය වන දිශාව වන්නේ තාප හුවමාරුවේදී පරිපථ දෙකෙහිම ගලා යන ජලය එකිනෙක දෙසට ගමන් කිරීමයි. ප්‍රාථමික පරිපථයේ දී ප්‍රතික්‍රියාකාරක හරය හරහා ගමන් කරන ජලය විකිරණශීලී වන බැවින් වෙනම පරිපථ ද අවශ්‍ය වේ. දෙවන පරිපථයේ, වාෂ්ප හා ජලය ප්රායෝගිකව විකිරණශීලී නොවේ.

සබැඳි

වේගවත් ප්රතික්රියාකාරක

යුරේනියම් න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කරන්නේ නම්, සමස්ථානික \(~^(235)_(92)U\) හි අන්තර්ගතය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වී ඇත්නම්, න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය එම කාලය තුළ නිකුත් කරන වේගවත් නියුට්‍රෝන මත මධ්‍යස්ථකාරකයක් භාවිතයෙන් තොරව ක්‍රියා කළ හැක. න්යෂ්ටික විඛණ්ඩනය. එවැනි ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් තුළ, දාම ප්‍රතික්‍රියාවේදී නිකුත් වන නියුට්‍රෝනවලින් 1/3 කට වඩා වැඩි ප්‍රමාණයක් යුරේනියම්-238 සමස්ථානිකයේ න්‍යෂ්ටීන් මගින් අවශෝෂණය කර ගත හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස යුරේනියම්-239 සමස්ථානිකයේ න්‍යෂ්ටීන් සෑදේ.

නව සමස්ථානිකයේ න්යෂ්ටි බීටා විකිරණශීලී වේ. බීටා ක්ෂය වීමේ ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ආවර්තිතා වගුවේ අනූ තුන්වන මූලද්රව්යයේ න්යෂ්ටිය - නෙප්ටූනියම් - සෑදී ඇත. නෙප්ටූනියම් න්‍යෂ්ටිය, බීටා ක්ෂය වීම හරහා අනූ හතරවන මූලද්‍රව්‍යයේ න්‍යෂ්ටිය බවට පරිවර්තනය වේ - ප්ලූටෝනියම්:

\(~\begin(matrix) & \nearrow \beta^- & \nearrow \beta^- & \\ ^(238)_(92)U + \ ^1_0n \to & ^(239)_(92)U \to \ & ^(239)_(93)Np \to \ & ^(239)_(94)Pu \end(matrix)\) .

මේ අනුව, යුරේනියම්-238 සමස්ථානිකයේ න්‍යෂ්ටිය, නියුට්‍රෝනයක් අවශෝෂණය කිරීමෙන් පසු, ස්වයංසිද්ධව ප්ලූටෝනියම් සමස්ථානික \(~^(239)_(94)Pu\) න්‍යෂ්ටිය බවට පරිවර්තනය වේ.

ප්ලූටෝනියම්-239 යුරේනියම්-235 සමස්ථානිකයට නියුට්‍රෝන සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ හැකියාවට බෙහෙවින් සමාන ය. නියුට්‍රෝනයක් අවශෝෂණය කරන විට, ප්ලූටෝනියම් න්‍යෂ්ටිය බෙදී නියුට්‍රෝන 3ක් විමෝචනය කරන අතර එය දාම ප්‍රතික්‍රියාවක වර්ධනයට සහාය වේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, වේගවත් නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් යනු යුරේනියම්-235 සමස්ථානික න්‍යෂ්ටීන්ගේ විඛණ්ඩනයේ දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුකිරීමේ ස්ථාපනයක් පමණක් නොව, ඒ සමඟම නව න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන, ප්ලූටෝනියම්-239 නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා වූ ස්ථාපනයකි. යුරේනියම්-238 සමස්ථානිකය. වේගවත් නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක වැය කරන ලද යුරේනියම්-235 කිලෝග්‍රෑම් 1ක් සඳහා ප්ලූටෝනියම්-239 කිලෝග්‍රෑමයකට වඩා වැඩි ප්‍රමාණයක් ලබා ගත හැකි අතර, එමඟින් දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදු කිරීමට සහ යුරේනියම් වලින් ප්ලූටෝනියම් නව කොටසක් නිපදවීමට භාවිතා කළ හැක.

මේ අනුව, වේගවත් නියුට්‍රෝන න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකට එකවර බලාගාරයක් සහ න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන අභිජනන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි අතර, එමඟින් දුර්ලභ යුරේනියම් -235 සමස්ථානිකය පමණක් නොව, 140 ගුණයකින් වැඩි යුරේනියම් -238 සමස්ථානිකය ද භාවිතා කිරීමට හැකි වේ. ස්වභාවධර්මයේ බහුල, බලශක්ති නිෂ්පාදනය සඳහා .

සබැඳි

වේගවත් නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරක සහිත න්‍යෂ්ටික බලාගාරය (BN 600)
වේගවත් නියුට්‍රෝන වල බැලඩ්: බෙලෝයාර්ස්ක් න්‍යෂ්ටික බලාගාරයේ අද්විතීය ප්‍රතික්‍රියාකාරකය

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකවල අරමුණ

ඔවුන්ගේ අරමුණ අනුව, න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක පහත දැක්වෙන වර්ග වලට බෙදා ඇත:

A) පර්යේෂණ - ඔවුන්ගේ උපකාරයෙන්, විද්‍යාත්මක අරමුණු සඳහා බලගතු නියුට්‍රෝන කදම්භ ලබා ගනී; ආ) ශක්තිය - ලබා ගැනීමට අදහස් කෙරේවිද්යුත් ශක්තිය

සබැඳි

කාර්මික පරිමාණයෙන්;

පොසිල ඉන්ධන මත ක්‍රියාත්මක වන තාප බලාගාරවලට සාපේක්ෂව න්‍යෂ්ටික බලාගාරවලට වාසි ගණනාවක් ඇත:

භාවිතා කරන ලද ඉන්ධන කුඩා පරිමාවක් සහ සැකසීමෙන් පසු එය නැවත භාවිතා කිරීමේ හැකියාව: ස්වාභාවික යුරේනියම් කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් ගල් අඟුරු ටොන් 20 ක් ප්‍රතිස්ථාපනය කරයි. සංසන්දනය කිරීම සඳහා, Troitskaya GRES පමණක්, 2000 MW ධාරිතාවයකින්, දිනකට ගල් අඟුරු දුම්රිය දෙකක් පුළුස්සා දමයි;
න්‍යෂ්ටික බලාගාරයක් ක්‍රියාත්මක වන විට අයනීකෘත වායුව යම් ප්‍රමාණයක් වායුගෝලයට මුදා හැරියද සාමාන්‍ය දෙයකි තාප බලාගාරයදුම් සමඟ, ගල් අඟුරු වල විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍යවල ස්වාභාවික අන්තර්ගතය හේතුවෙන් එය ඊටත් වඩා විකිරණ විමෝචනය නිකුත් කරයි;
එක් න්‍යෂ්ටික බලාගාර ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකින් (විදුලි ඒකකයකට මෙගාවොට් 1000-1600) වැඩි බලයක් ලබා ගත හැක.

පාරිසරික ගැටළු

නවීන න්‍යෂ්ටික බලාගාරවල කාර්යක්ෂමතා සාධකය ආසන්න වශයෙන් 30% කි. එබැවින්, මෙගාවොට් 1000 ක විදුලි බලයක් නිපදවීමට, ප්රතික්රියාකාරකයේ තාප බලය මෙගාවොට් 3000 දක්වා ළඟා විය යුතුය. 2000 MW කන්ඩෙන්සර් සිසිලන ජලය මගින් රැගෙන යා යුතුය. මෙය ස්වභාවික ජලාශවල දේශීය උනුසුම් වීම හා පසුව පාරිසරික ගැටළු මතුවීමට හේතු වේ. ඉතා වැදගත් කාර්යයක් වන්නේ න්‍යෂ්ටික බලාගාරවල සේවය කරන පුද්ගලයින්ගේ සම්පූර්ණ විකිරණ ආරක්ෂාව සහතික කිරීම සහ ප්‍රතික්‍රියාකාරක හරය තුළ විශාල වශයෙන් එකතු වන විකිරණශීලී ද්‍රව්‍ය අහම්බෙන් මුදා හැරීම වැළැක්වීමයි. න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක සංවර්ධනය කරන විට, මෙම ගැටළුව විසඳනු ලැබේ විශාල අවධානයක්. කෙසේ වෙතත්, න්‍යෂ්ටික බලශක්තිය, අනෙකුත් බොහෝ කර්මාන්ත මෙන්, බලපාන හානිකර හා භයානක සාධක මගින් සංලක්ෂිත වේ පරිසරය. විශාලතම විභව අන්තරාය වන්නේ විකිරණශීලී දූෂණයයි.

ලොව පුරා න්‍යෂ්ටික බලාගාර ක්‍රියාත්මක කිරීමේ අත්දැකීම් පෙන්නුම් කරන්නේ න්‍යෂ්ටික බලාගාරවල සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වයේදී ජෛවගෝලය විකිරණ නිරාවරණයෙන් විශ්වාසදායක ලෙස ආරක්ෂා වී ඇති බවයි. චර්නොබිල් න්‍යෂ්ටික බලාගාරයේ (1986) අනතුරෙන් පසු න්‍යෂ්ටික බලශක්ති ආරක්ෂාව පිළිබඳ ගැටළුව විශේෂයෙන් උග්‍ර විය. චර්නොබිල් න්‍යෂ්ටික බලාගාරයේ සිව්වන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය පිපිරීමෙන් පෙන්නුම් කළේ පුද්ගල දෝෂ සහ සැලසුම් දෝෂ හේතුවෙන් ප්‍රතික්‍රියාකාරක හරය විනාශ වීමේ අවදානම යථාර්ථයක් ලෙස පවතින බවයි. මෙම අවදානම අවම කිරීම සඳහා දැඩි පියවර ගත යුතුය.

විකිරණශීලී අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීම සහ පැරණි න්‍යෂ්ටික බලාගාර විසුරුවා හැරීම සමඟ සංකීර්ණ ගැටළු මතු වේ. දිරාපත්වන නිෂ්පාදන අතර වඩාත් ප්රසිද්ධ වන්නේ ස්ට්රොන්ටියම් සහ සීසියම් ය. වියදම් කළ න්යෂ්ටික ඉන්ධන කුට්ටි සිසිල් කළ යුතුය. කාරණය නම් විකිරණශීලී ක්ෂය වීමේදී, කුට්ටි දියවිය හැකි තරම් තාපය මුදා හැරීමයි. මීට අමතරව, කුට්ටි නව විකිරණශීලී මූලද්රව්ය විමෝචනය කළ හැකිය. මෙම මූලද්‍රව්‍ය වෛද්‍ය විද්‍යාව, කර්මාන්ත සහ විද්‍යාත්මක පර්යේෂණවල විකිරණශීලීතාවයේ ප්‍රභවයන් ලෙස භාවිතා වේ. අනෙකුත් සියලුම න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය හුදකලා කර වසර ගණනාවක් ගබඩා කළ යුතුය. අපද්‍රව්‍යවල විකිරණශීලතාවය අඩු වී ස්වභාවික පසුබිම හා සැසඳිය හැක්කේ වසර සිය ගණනකට පසුවය. අපද්‍රව්‍ය විශේෂ බහාලුම්වල තැන්පත් කර ඇති අතර ඒවා පතල් කැණීම්වල හෝ පාෂාණ කුහරවල වළලනු ලැබේ.

සැලසුම සහ මෙහෙයුම් මූලධර්මය

බලශක්ති මුදා හැරීමේ යාන්ත්රණය

ද්‍රව්‍යයක පරිණාමනය නිදහස් ශක්තිය මුදා හැරීම සමඟ සිදු වන්නේ එම ද්‍රව්‍යයේ ශක්ති සංචිතයක් තිබේ නම් පමණි. දෙවැන්නෙන් අදහස් වන්නේ ද්‍රව්‍යයක ක්ෂුද්‍ර අංශු සංක්‍රාන්තියක් පවතින වෙනත් හැකි තත්වයකට වඩා වැඩි විවේක ශක්තියක් සහිත තත්වයක පවතින බවයි. ස්වයංසිද්ධ සංක්‍රාන්තියක් සෑම විටම බලශක්ති බාධකයක් මගින් වළක්වයි, එය ජය ගැනීම සඳහා ක්ෂුද්‍ර අංශුවට පිටතින් නිශ්චිත ශක්තියක් ලැබිය යුතුය - උද්දීපන ශක්තිය. exoenergetic ප්‍රතික්‍රියාව සමන්විත වන්නේ උද්වේගයෙන් පසුව සිදුවන පරිවර්තනයේදී, ක්‍රියාවලිය උද්දීපනය කිරීමට අවශ්‍ය ප්‍රමාණයට වඩා වැඩි ශක්තියක් මුදා හැරීමයි. ශක්ති බාධකය ජය ගැනීමට ක්‍රම දෙකක් තිබේ: එක්කෝ ගැටෙන අංශුවල චාලක ශක්තිය නිසා හෝ සම්බන්ධ වන අංශුවේ බන්ධන ශක්තිය නිසා.

ශක්ති මුදා හැරීමේ සාර්ව පරිමාණය අප මතකයේ තබා ගන්නේ නම්, ප්‍රතික්‍රියා උද්දීපනය කිරීමට අවශ්‍ය චාලක ශක්තිය ද්‍රව්‍යයේ අංශු සියල්ල හෝ මුලදී අවම වශයෙන් යම් ප්‍රමාණයකට හෝ තිබිය යුතුය. මෙය සාක්ෂාත් කරගත හැක්කේ තාප චලිතයේ ශක්තිය ක්‍රියාවලියේ ගමන් මග සීමා කරන ශක්ති සීමාවට ළඟා වන අගයකට මාධ්‍යයේ උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීමෙන් පමණි. අණුක පරිවර්තන වලදී, එනම් රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වලදී, එවැනි වැඩි වීමක් සාමාන්‍යයෙන් කෙල්වින් සිය ගණනක් වේ, නමුත් න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා වලදී එය ගැටෙන න්‍යෂ්ටිවල කූලෝම්බ් බාධකවල ඉතා ඉහළ උස නිසා අවම වශයෙන් 10 7 කි. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා වල තාප උද්දීපනය ප්‍රායෝගිකව සිදු කරනු ලබන්නේ කූලෝම්බ් බාධක අවම (තාප න්‍යෂ්ටික විලයනය) වන සැහැල්ලු න්‍යෂ්ටීන් සංශ්ලේෂණය කිරීමේදී පමණි.

අංශු සම්බන්ධ වීමෙන් උද්දීපනය විශාල චාලක ශක්තියක් අවශ්‍ය නොවන අතර, එම නිසා මාධ්‍යයේ උෂ්ණත්වය මත රඳා නොපවතී, එය අංශුවල ආකර්ශනීය බලවේගවලට ආවේණික භාවිතයට නොගත් බන්ධන හේතුවෙන් සිදු වේ. නමුත් ප්‍රතික්‍රියා උද්දීපනය කිරීමට අංශු අවශ්‍ය වේ. තවද අප නැවතත් අදහස් කරන්නේ තනි පුද්ගල ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රියාවක් නොව සාර්ව පරිමාණයෙන් ශක්තිය නිපදවීම නම්, මෙය කළ හැක්කේ දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදු වූ විට පමණි. දෙවැන්න සිදුවන්නේ ප්‍රතික්‍රියාව උද්දීපනය කරන අංශු exoenergetic ප්‍රතික්‍රියාවක නිෂ්පාදන ලෙස නැවත දිස්වන විටය.

නිර්මාණය

ඕනෑම න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් පහත කොටස් වලින් සමන්විත වේ:

න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන සහ මධ්‍යමකාරකය සහිත හරය;
හරය වටා ඇති නියුට්‍රෝන පරාවර්තකය;
හදිසි ආරක්ෂාව ඇතුළුව දාම ප්රතික්රියා පාලන පද්ධතිය;
විකිරණ ආරක්ෂණය;
දුරස්ථ පාලක පද්ධතිය.

මෙහෙයුමේ භෞතික මූලධර්ම

ප්‍රධාන ලිපි ද බලන්න:

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක වත්මන් තත්ත්වය ඵලදායී නියුට්‍රෝන ගුණ කිරීමේ සාධකය මගින් සංලක්ෂිත කළ හැක කේහෝ ප්රතික්රියාශීලීත්වය ρ , පහත සම්බන්ධතාවයෙන් සම්බන්ධ වේ:

මෙම ප්‍රමාණ සඳහා පහත අගයන් සාමාන්‍ය වේ:

කේ> 1 - කාලයත් සමඟ දාම ප්රතික්රියාව වැඩි වේ, ප්රතික්රියාකාරකය ඇත අධි විවේචනාත්මකතත්වය, එහි ප්රතික්රියාශීලීත්වය ρ > 0;
කේ < 1 - реакция затухает, реактор - subcritical, ρ < 0;
කේ = 1, ρ = 0 - න්යෂ්ටික විඛණ්ඩන සංඛ්යාව නියත වේ, ප්රතික්රියාකාරකය ස්ථායී වේ විවේචනාත්මකතත්ත්වය.

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් සඳහා තීරනාත්මක කොන්දේසි:

, කොහෙද

ගුණ කිරීමේ සාධකය සමගියට ආපසු හැරවීම නියුට්‍රෝන ගුණ කිරීම ඒවායේ පාඩු සමඟ සමතුලිත කිරීම මගින් සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ. ඇත්ත වශයෙන්ම පාඩු සඳහා හේතු දෙකක් තිබේ: විඛණ්ඩනයකින් තොරව අල්ලා ගැනීම සහ අභිජනන මාධ්‍යයෙන් පිටත නියුට්‍රෝන කාන්දු වීම.

කේ< k 0 , поскольку в конечном объёме вследствие утечки потери нейтронов обязательно больше, чем в бесконечном. Поэтому, если в веществе данного состава k 0 < 1, то цепная самоподдерживающаяся реакция невозможна как в бесконечном, так и в любом конечном объёме. Таким образом, k 0 определяет принципиальную способность среды размножать нейтроны.

තාප ප්‍රතික්‍රියාකාරක සඳහා k 0 ඊනියා “සාධක 4 ක සූත්‍රය” මගින් තීරණය කළ හැකිය:

, කොහෙද

η යනු අවශෝෂණ දෙකක් සඳහා නියුට්‍රෝන අස්වැන්නයි.

නවීන බල ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල පරිමාවන් m³ සිය ගණනකට ළඟා විය හැකි අතර ප්‍රධාන වශයෙන් තීරණාත්මක තත්ත්වයන් මගින් නොව තාපය ඉවත් කිරීමේ හැකියාව අනුව තීරණය වේ.

විවේචනාත්මක පරිමාවන්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය - තීරනාත්මක තත්වයක පවතින ප්‍රතික්‍රියාකාරක හරයේ පරිමාව. විවේචනාත්මක ස්කන්ධය- විවේචනාත්මක තත්වයක පවතින ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ විඛණ්ඩ ද්‍රව්‍යයේ ස්කන්ධය.

ජල නියුට්‍රෝන පරාවර්තකයක් සහිත පිරිසිදු විඛණ්ඩන සමස්ථානිකවල ලවණවල ජලීය ද්‍රාවණ ඉන්ධන වන ප්‍රතික්‍රියාකාරකවලට අඩුම විවේචනාත්මක ස්කන්ධයක් ඇත. 235 U සඳහා මෙම ස්කන්ධය 0.8 kg, 239 Pu සඳහා - 0.5 kg. කෙසේ වෙතත්, බෙරිලියම් ඔක්සයිඩ් පරාවර්තකයක් සහිත LOPO ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ (ලෝකයේ ප්‍රථම පොහොසත් යුරේනියම් ප්‍රතික්‍රියාකාරකය) තීරනාත්මක ස්කන්ධය 0.565 kg බව පුළුල් ලෙස දන්නා කරුණකි, සමස්ථානික 235 සඳහා පොහොසත් කිරීමේ මට්ටම තරමක් වැඩි වුවද. 14% ට වඩා. න්‍යායාත්මකව, එයට කුඩාම විවේචනාත්මක ස්කන්ධය ඇත, ඒ සඳහා මෙම අගය ග්‍රෑම් 10 ක් පමණි.

නියුට්‍රෝන කාන්දුව අඩු කිරීම සඳහා හරයට ගෝලාකාර හෝ ගෝලාකාර හැඩයට ආසන්නව ලබා දී ඇත, උදාහරණයක් ලෙස, කෙටි සිලින්ඩරයක් හෝ ඝනකයක්, මෙම සංඛ්‍යාවලට පරිමා අනුපාතයට කුඩාම පෘෂ්ඨ ප්‍රදේශය ඇති බැවින්.

අගය (e - 1) සාමාන්‍යයෙන් කුඩා වුවද, විශාල න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක සඳහා (K ∞ - 1) වේගවත් නියුට්‍රෝන අභිජනනයේ කාර්යභාරය තරමක් විශාල වේ.<< 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.

දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් ආරම්භ කිරීම සඳහා, යුරේනියම් න්‍යෂ්ටියේ ස්වයංසිද්ධ විඛණ්ඩනයේදී නිපදවන නියුට්‍රෝන සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රමාණවත් වේ. ප්‍රතික්‍රියාකාරකය ආරම්භ කිරීම සඳහා බාහිර නියුට්‍රෝන ප්‍රභවයක් භාවිතා කළ හැකිය, උදාහරණයක් ලෙස, සහ හෝ වෙනත් ද්‍රව්‍යවල මිශ්‍රණයක්.

අයඩින් වළ

ප්‍රධාන ලිපිය: අයඩින් වළ

අයඩින් වළ - න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ක්‍රියා විරහිත කිරීමෙන් පසු එහි තත්වය, කෙටිකාලීන සමස්ථානික සෙනෝන් සමුච්චය වීම මගින් සංලක්ෂිත වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය සැලකිය යුතු සෘණ ප්‍රතික්‍රියාවක තාවකාලික පෙනුමකට තුඩු දෙන අතර, එමඟින්, යම් කාල සීමාවක් තුළ (දින 1-2 ක් පමණ) ප්‍රතික්‍රියාකාරකය එහි සැලසුම් ධාරිතාවට ගෙන ඒමට නොහැකි වේ.

වර්ගීකරණය

අරමුණ අනුව

ඒවායේ භාවිතයේ ස්වභාවය අනුව, න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක පහත පරිදි බෙදා ඇත:

බලශක්ති ප්රතික්රියාකාරක, බලශක්ති අංශයේ භාවිතා කරන විදුලි හා තාප ශක්තිය නිෂ්පාදනය සඳහා මෙන්ම මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීම සඳහා අදහස් කෙරේ (ඩීලවීකරණ ප්රතික්රියාකාරක කාර්මික ලෙසද වර්ගීකරණය කර ඇත). එවැනි ප්රතික්රියාකාරක ප්රධාන වශයෙන් න්යෂ්ටික බලාගාරවල භාවිතා වේ. නවීන බලශක්ති ප්රතික්රියාකාරකවල තාප බලය 5 GW දක්වා ළඟා වේ. වෙනම කණ්ඩායමකට ඇතුළත් වන්නේ:
- ප්රවාහන ප්රතික්රියාකාරක, වාහන එන්ජින් සඳහා බලශක්ති සැපයීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත. පුළුල්ම යෙදුම් කණ්ඩායම් වන්නේ සබ්මැරීන සහ විවිධ මතුපිට යාත්‍රා සඳහා භාවිතා කරන සමුද්‍ර ප්‍රවාහන ප්‍රතික්‍රියාකාරක මෙන්ම අභ්‍යවකාශ තාක්‍ෂණයේ භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක වේ.
පර්යේෂණාත්මක ප්රතික්රියාකාරක, න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක සැලසුම් කිරීම සහ ක්‍රියාත්මක කිරීම සඳහා අවශ්‍ය වන විවිධ භෞතික ප්‍රමාණ අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා අදහස් කෙරේ; එවැනි ප්රතික්රියාකාරකවල බලය kW කිහිපයක් ඉක්මවා නැත.
පර්යේෂණ ප්රතික්රියාකාරක, න්‍යෂ්ටික භෞතික විද්‍යාව, ඝණ රාජ්‍ය භෞතික විද්‍යාව, විකිරණ රසායන විද්‍යාව, ජීව විද්‍යාව යන ක්ෂේත්‍රවල පර්යේෂණ සඳහා තීව්‍ර නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහවල (කොටස් න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක ඇතුළුව) ක්‍රියා කිරීමට අදහස් කරන ද්‍රව්‍ය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා හරය තුළ නිර්මාණය කරන ලද නියුට්‍රෝන සහ ගැමා ක්වන්ටා ප්‍රවාහ භාවිතා කෙරේ. සමස්ථානික නිෂ්පාදනය. පර්යේෂණ ප්රතික්රියාකාරකවල බලය 100 MW නොඉක්මවයි. මුදා හරින ලද ශක්තිය සාමාන්යයෙන් භාවිතා නොවේ.
කාර්මික (ආයුධ, සමස්ථානික) ප්රතික්රියාකාරක, විවිධ ක්ෂේත්රවල භාවිතා කරන සමස්ථානික නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කරයි. 239 Pu වැනි න්‍යෂ්ටික අවි ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. මුහුදු ජලය ලවණීකරණය සඳහා භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක කාර්මික ලෙසද වර්ග කර ඇත.

බොහෝ විට ප්‍රතික්‍රියාකාරක විවිධ ගැටළු දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් විසඳීමට භාවිතා කරයි, එම අවස්ථා වලදී ඒවා හැඳින්වේ බහුකාර්ය. නිදසුනක් වශයෙන්, සමහර බලශක්ති ප්රතික්රියාකාරක, විශේෂයෙන්ම න්යෂ්ටික බලයේ මුල් දිනවල, මූලික වශයෙන් අත්හදා බැලීම් සඳහා නිර්මාණය කර ඇත. වේගවත් නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරකවලට එකවර ශක්තිය නිපදවිය හැකි අතර සමස්ථානික නිපදවිය හැක. කාර්මික ප්රතික්රියාකාරක, ඔවුන්ගේ ප්රධාන කාර්යයට අමතරව, බොහෝ විට විද්යුත් හා තාප ශක්තිය උත්පාදනය කරයි.

නියුට්‍රෝන වර්ණාවලියට අනුව

තාප (මන්දගාමී) නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය (“තාප ප්‍රතික්‍රියාකාරකය”)
වේගවත් නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය ("වේගවත් ප්‍රතික්‍රියාකාරකය")

ඉන්ධන ස්ථානගත කිරීම මගින්

විෂමජාතීය ප්‍රතික්‍රියාකාරක, ඉන්ධන මධ්‍යස්ථව බ්ලොක් ආකාරයෙන් හරය තුළ තැන්පත් කර ඇති අතර ඒවා අතර මධ්‍යස්ථකාරකයක් ඇත;
සමජාතීය ප්රතික්රියාකාරක, ඉන්ධන සහ මධ්යමකාරකය සමජාතීය මිශ්රණයක් (සමජාතීය පද්ධතිය).

විෂමජාතීය ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක, ඉන්ධන සහ මධ්‍යස්ථකය අවකාශීය වශයෙන් වෙන් කළ හැක, විශේෂයෙන්, කුහර ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක, මධ්‍යස්ථ-පරාවර්තකය මධ්‍යස්ථකාරකයක් අඩංගු නොවන ඉන්ධන සහිත කුහරයක් වට කරයි. න්‍යෂ්ටික භෞතික දෘෂ්ටි කෝණයකින්, සමජාතීයතාවය/විෂමතාවය සඳහා නිර්ණායකය සැලසුම් කිරීම නොව, දෙන ලද මධ්‍යස්ථ නියුට්‍රෝන මධ්‍යස්ථ දිග ඉක්මවන දුරකින් ඉන්ධන කුට්ටි ස්ථානගත කිරීමයි. මේ අනුව, ඊනියා "සමීප ජාලකය" සහිත ප්රතික්රියාකාරක සමජාතීය ලෙස නිර්මාණය කර ඇතත්, ඒවායේ ඉන්ධන සාමාන්යයෙන් මධ්යමකාරකයෙන් වෙන් කරනු ලැබේ.

විෂමජාතීය ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ඇති න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන කුට්ටි ඉන්ධන එකලස් කිරීම් (FA) ලෙස හැඳින්වේ, ඒවා සාමාන්‍ය දැලිස් වල නෝඩ් වල හරයේ පිහිටා ඇති අතර ඒවා සාදයි. සෛල.

ඉන්ධන වර්ගය අනුව

යුරේනියම් සමස්ථානික 235, 238, 233 (235 U, 238 U, 233 U)
ප්ලූටෝනියම් සමස්ථානික 239 (239 Pu), ද සමස්ථානික 239-242 Pu 238 U (MOX ඉන්ධන) සමඟ මිශ්‍රණයක ස්වරූපයෙන්
තෝරියම් සමස්ථානික 232 (232 Th) (233 U බවට පරිවර්තනය කිරීම හරහා)

පොහොසත් කිරීමේ මට්ටම අනුව:

ස්වභාවික යුරේනියම්
දුර්වල ලෙස පොහොසත් යුරේනියම්
ඉතා පොහොසත් යුරේනියම්

රසායනික සංයුතිය අනුව:

ලෝහ යූ
UC (යුරේනියම් කාබයිඩ්) ආදිය.

සිසිලනකාරක වර්ගය අනුව

ගෑස්, (Graphite-gas reactor බලන්න)
D 2 O (බර ජලය, බැර ජල න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, CANDU බලන්න)

උපපරිපාලක වර්ගය අනුව

C (මිනිරන්, බලන්න Graphite-gas reactor, Graphite-water reactor)
H2O (ජලය, සැහැල්ලු ජල ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, ජල සිසිලන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, VVER බලන්න)
D 2 O (බර ජලය, බැර ජල න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, CANDU බලන්න)
ලෝහ හයිඩ්රයිඩ්
මධ්‍යමකාරක නොමැතිව (වේගවත් ප්‍රතික්‍රියාකාරකය බලන්න)

නිර්මාණය මගින්

වාෂ්ප උත්පාදන ක්රමය මගින්

බාහිර වාෂ්ප උත්පාදක සමඟ ප්රතික්රියාකාරකය (ජල-ජල ප්රතික්රියාකාරකය, VVER බලන්න)

IAEA වර්ගීකරණය

PWR (පීඩන ජල ප්රතික්රියාකාරක) - ජල-ජල ප්රතික්රියාකාරක (පීඩන ජල ප්රතික්රියාකාරක);
BWR (උතුරන ජල ප්රතික්රියාකාරකය) - තාපාංක ජල ප්රතික්රියාකාරකය;
FBR (වේගවත් අභිජනන ප්රතික්රියාකාරකය) - වේගවත් අභිජනන ප්රතික්රියාකාරකය;
GCR (ගෑස් සිසිලන ප්රතික්රියාකාරකය) - වායු සිසිලන ප්රතික්රියාකාරකය;
LWGR (සැහැල්ලු ජල ග්රැෆයිට් ප්රතික්රියාකාරකය) - මිනිරන්-ජල ප්රතික්රියාකාරකය
PHWR (පීඩන බර ජල ප්රතික්රියාකාරකය) - බර ජල ප්රතික්රියාකාරකය

ලෝකයේ වඩාත් සුලභ වන්නේ පීඩන ජලය (62% පමණ) සහ උතුරන වතුර (20%) ප්රතික්රියාකාරක වේ.

ප්රතික්රියාකාරක ද්රව්ය

ප්‍රතික්‍රියාකාරක ඉදි කර ඇති ද්‍රව්‍ය නියුට්‍රෝන, γ ක්වන්ටා සහ විඛණ්ඩන කොටස් ක්ෂේත්‍රයක අධික උෂ්ණත්වවලදී ක්‍රියා කරයි. එබැවින්, තාක්ෂණයේ අනෙකුත් ශාඛා වල භාවිතා කරන සියලුම ද්රව්ය ප්රතික්රියාකාරක ඉදිකිරීම සඳහා සුදුසු නොවේ. ප්රතික්රියාකාරක ද්රව්ය තෝරාගැනීමේදී, ඒවායේ විකිරණ ප්රතිරෝධය, රසායනික නිෂ්ක්රියතාවය, අවශෝෂණ හරස්කඩ සහ අනෙකුත් ගුණාංග සැලකිල්ලට ගනී.

ද්රව්යවල විකිරණ අස්ථායීතාවය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී අඩු බලපෑමක් ඇති කරයි. පරමාණුවල සංචලතාව කෙතරම් විශාලද යත්, ස්ඵටික දැලිසෙන් තට්ටු කරන ලද පරමාණු නැවත ඒවායේ ස්ථානයට පැමිණීමේ සම්භාවිතාව හෝ හයිඩ්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් ජල අණුවක් බවට නැවත සංකලනය වීමේ සම්භාවිතාව කැපී පෙනෙන ලෙස වැඩි වේ. මේ අනුව, බලශක්ති තාපාංක නොවන ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල (උදාහරණයක් ලෙස, VVER) ජලයේ විකිරණශීලීතාව නොවැදගත් වන අතර, ප්‍රබල පර්යේෂණ ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල සැලකිය යුතු ප්‍රමාණයක් පුපුරන ද්‍රව්‍ය මිශ්‍රණයක් මුදා හරිනු ලැබේ. ප්රතික්රියාකාරක එය දහනය කිරීම සඳහා විශේෂ පද්ධති ඇත.

ප්‍රතික්‍රියාකාරක ද්‍රව්‍ය එකිනෙක සම්බන්ධ වේ (සිසිලනකාරක සහ න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන සහිත ඉන්ධන කවචය, සිසිලනකාරක සහ මධ්‍යමකාරකය සහිත ඉන්ධන කැසට් ආදිය). ස්වාභාවිකවම, ස්පර්ශක ද්රව්ය රසායනිකව නිෂ්ක්රිය (අනුකූල) විය යුතුය. නොගැලපීම සඳහා උදාහරණයක් වන්නේ යුරේනියම් සහ උණු වතුර රසායනික ප්රතික්රියාවකට ඇතුල් වීමයි.

බොහෝ ද්රව්ය සඳහා, උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමත් සමග ශක්තිමත් ගුණාංග තියුනු ලෙස පිරිහී යයි. බලශක්ති ප්රතික්රියාකාරකවල, ව්යුහාත්මක ද්රව්ය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ක්රියා කරයි. මෙය ඉදිකිරීම් ද්රව්ය තෝරාගැනීම සීමා කරයි, විශේෂයෙන්ම අධි පීඩනයට ඔරොත්තු දිය යුතු බලශක්ති ප්රතික්රියාකාරකයේ එම කොටස් සඳහා.

න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන දහනය සහ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ක්‍රියාකාරිත්වය අතරතුර, ඉන්ධනවල විඛණ්ඩන කොටස් සමුච්චය වීම හේතුවෙන් එහි සමස්ථානික සහ රසායනික සංයුතිය වෙනස් වන අතර ට්‍රාන්ස්යුරානික් මූලද්‍රව්‍ය, ප්‍රධාන වශයෙන් සමස්ථානික සෑදී ඇත. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය මත විඛණ්ඩන කොටස්වල බලපෑම හැඳින්වේ විෂ වීම(විකිරණශීලී කොටස් සඳහා) සහ slagging(ස්ථායී සමස්ථානික සඳහා).

ප්‍රතික්‍රියාකාරක විෂ වීමට ප්‍රධාන හේතුව වන්නේ, විශාලතම නියුට්‍රෝන අවශෝෂණ හරස්කඩ (2.6·10 6 ආර් ඒන්) ඇත. 135 Xe හි අර්ධ ආයු කාලය ටී 1/2 = පැය 9.2; බෙදීමේදී අස්වැන්න 6-7% කි. 135 Xe හි වැඩි කොටසක් සෑදී ඇත්තේ ක්ෂය වීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙසය ( ටී 1/2 = පැය 6.8). විෂ වීමකදී, කෙෆ් 1-3% කින් වෙනස් වේ. 135 Xe හි විශාල අවශෝෂණ හරස්කඩ සහ අතරමැදි සමස්ථානික 135 I තිබීම වැදගත් සංසිද්ධි දෙකකට මග පාදයි:

135 Xe සාන්ද්‍රණය වැඩි වීම සහ එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ප්‍රතික්‍රියාකාරකය නැවැත්වීමෙන් හෝ බලය අඩු කිරීමෙන් පසු ("අයඩින් වළ") ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය අඩු වීම, එමඟින් කෙටි කාලීන නැවතුම් සහ නිමැවුම් බලයේ උච්චාවචනයන් කළ නොහැක. . නියාමන ආයතනවල ප්‍රතික්‍රියාශීලී සංචිතයක් හඳුන්වා දීමෙන් මෙම බලපෑම ජය ගනී. අයඩීන් ළිඳේ ගැඹුර සහ කාලසීමාව නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහය මත රඳා පවතී Ф: Ф = 5·10 18 නියුට්‍රෝන/(cm²·sec) අයඩීන් ළිඳේ කාලසීමාව පැය ˜ 30 ක් වන අතර ගැඹුර ස්ථාවරයට වඩා 2 ගුණයකින් වැඩි වේ. 135 Xe විෂ වීම නිසා කෙෆ්හි වෙනස් වීම.
විෂ වීම හේතුවෙන්, නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහය F හි spatiotemporal උච්චාවචනයන් සහ, ඒ අනුව, ප්‍රතික්‍රියාකාරක බලයේ, සිදුවිය හැක. මෙම දෝලනය සිදුවන්නේ Ф > 10 18 නියුට්‍රෝන/(cm²·sec) සහ විශාල ප්‍රතික්‍රියාකාරක ප්‍රමාණයෙනි. දෝලන කාලය ˜ පැය 10.

න්‍යෂ්ටික විඛණ්ඩනය මගින් ස්ථායී කොටස් විශාල ප්‍රමාණයක් නිපදවන අතර, විඛණ්ඩන සමස්ථානිකයේ අවශෝෂණ හරස්කඩට සාපේක්ෂව අවශෝෂණ හරස්කඩවල වෙනස් වේ. විශාල අවශෝෂණ හරස්කඩක් සහිත කොටස්වල සාන්ද්රණය ප්රතික්රියාකාරක ක්රියාකාරිත්වයේ පළමු දින කිහිපය තුළ සන්තෘප්තියට ළඟා වේ. මේවා ප්රධාන වශයෙන් විවිධ "වයස්වල" ඉන්ධන දඬු වේ.

සම්පූර්ණ ඉන්ධන වෙනස් වීමකදී, ප්‍රතික්‍රියාකාරකයට වන්දි ගෙවීමට අවශ්‍ය අතිරික්ත ප්‍රතික්‍රියාවක් ඇති අතර, දෙවන අවස්ථාවෙහිදී වන්දියක් අවශ්‍ය වන්නේ ප්‍රතික්‍රියාකාරකය ප්‍රථමයෙන් ආරම්භ කරන විට පමණි. ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ ප්‍රතික්‍රියාකාරිත්වය විඛණ්ඩ සමස්ථානිකවල සාමාන්‍ය සාන්ද්‍රණය අනුව තීරණය වන බැවින් අඛණ්ඩ අධි බර පැටවීම මඟින් පිළිස්සීමේ ගැඹුර වැඩි කිරීමට හැකි වේ.

මුදා හරින ලද ශක්තියේ "බර" හේතුවෙන් පටවන ලද ඉන්ධන ස්කන්ධයෙන් බර නොකළ ඉන්ධන ස්කන්ධය ඉක්මවා යයි. ප්‍රතික්‍රියාකාරකය වසා දැමීමෙන් පසුව, ප්‍රධාන වශයෙන් ප්‍රමාද වූ නියුට්‍රෝන මගින් විඛණ්ඩනය වීම හේතුවෙන්, පසුව, විනාඩි 1-2 කට පසුව, විඛණ්ඩන කොටස් සහ ට්‍රාන්ස්යුරේනියම් මූලද්‍රව්‍යවල β- සහ γ-විකිරණ හේතුවෙන්, ඉන්ධනවල ශක්තිය මුදා හැරීම දිගටම සිදුවේ. ප්‍රතික්‍රියාකාරකය නැවැත්වීමට පෙර ප්‍රමාණවත් කාලයක් ක්‍රියා කළේ නම්, නැවැත්වීමෙන් මිනිත්තු 2 කට පසු, බලශක්ති මුදා හැරීම 3% ක් පමණ වේ, පැය 1 කට පසු - 1%, දිනකට පසු - 0.4%, වසරකට පසු - ආරම්භක බලයෙන් 0.05%.

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක සෑදෙන විඛණ්ඩන Pu සමස්ථානික සංඛ්‍යාව දවන ලද 235 U ප්‍රමාණයට අනුපාතය ලෙස හැඳින්වේ. පරිවර්තන අනුපාතයකේ කේ. K K හි අගය සුපෝෂණය සහ දැවීම අඩු වීමත් සමඟ වැඩි වේ. ස්වාභාවික යුරේනියම් භාවිතා කරන බර ජල ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් සඳහා, ගිගාවොට් 10/ටී K K = 0.55 ක පිළිස්සීමක් සහිතව, සහ කුඩා පිළිස්සීම් සහිතව (මෙම අවස්ථාවේදී K K ලෙස හැඳින්වේ. ආරම්භක ප්ලූටෝනියම් සංගුණකය) K K = 0.8. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් පිළිස්සී එම සමස්ථානික (බ්‍රීඩර් ප්‍රතික්‍රියාකාරකය) නිපදවන්නේ නම්, ප්‍රජනන අනුපාතය සහ පිළිස්සීමේ අනුපාතයට අනුපාතය ලෙස හැඳින්වේ. ප්රතිනිෂ්පාදන අනුපාතය K V. තාප නියුට්‍රෝන භාවිතා කරන න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක වල K V< 1, а для реакторов на быстрых нейтронах К В может достигать 1,4-1,5. Рост К В для реакторов на быстрых нейтронах объясняется главным образом тем, что, особенно в случае 239 Pu, для быстрых нейтронов gවර්ධනය වන අතර ඒවැටෙනවා.

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක පාලනය

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් පාලනය කළ හැක්කේ විඛණ්ඩනය අතරතුර, සමහර නියුට්‍රෝන කොටස් වලින් ප්‍රමාදයකින් පිටතට පියාසර කිරීම නිසා පමණක් වන අතර එය මිලි තත්පර කිහිපයක සිට මිනිත්තු කිහිපයක් දක්වා විහිදේ.

ප්‍රතික්‍රියාකාරකය පාලනය කිරීම සඳහා, අවශෝෂක දඬු භාවිතා කරනු ලැබේ, නියුට්‍රෝන (ප්‍රධාන වශයෙන්, සහ තවත් සමහරක්) දැඩි ලෙස අවශෝෂණය කරන ද්‍රව්‍ය වලින් සාදන ලද සහ/හෝ බෝරික් අම්ල ද්‍රාවණයකින්, යම් සාන්ද්‍රණයකින් (බෝරෝන් පාලනය) සිසිලනකාරකයට එකතු කරනු ලැබේ. . නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහයේ ස්වයංක්‍රීය පාලනය සඳහා ක්‍රියාකරුගේ හෝ උපකරණයේ සංඥා අනුව ක්‍රියාත්මක වන විශේෂ යාන්ත්‍රණ, ධාවක මගින් දඬු වල චලනය පාලනය වේ.

වෙනස් අවස්ථාවක හදිසි අවස්ථාසෑම ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකම, දාම ප්‍රතික්‍රියාවේ හදිසි අවසන් කිරීමක් සපයනු ලැබේ, සියලුම අවශෝෂණ දඬු හරයට හෙළීම මගින් සිදු කරනු ලැබේ - හදිසි ආරක්ෂණ පද්ධතියකි.

අවශේෂ තාපය

න්‍යෂ්ටික ආරක්ෂාවට සෘජුවම සම්බන්ධ වැදගත් කරුණක් වන්නේ ක්ෂය වීමේ තාපයයි. මෙය න්‍යෂ්ටික ඉන්ධනවල විශේෂිත ලක්ෂණයක් වන අතර, විඛණ්ඩන දාම ප්‍රතික්‍රියාව සහ ඕනෑම ශක්ති ප්‍රභවයක් සඳහා සාමාන්‍ය තාප අවස්ථිති භාවය නැවැත්වීමෙන් පසුව, ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ තාපය මුදා හැරීම දිගු කාලයක් අඛණ්ඩව සිදු වන අතර එය නිර්මාණය කරයි. තාක්ෂණික වශයෙන් සංකීර්ණ ගැටළු ගණනාවක්.

අවශේෂ තාපය යනු ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය අතරතුර ඉන්ධන තුළ එකතු වූ විඛණ්ඩන නිෂ්පාදනවල β- සහ γ- ක්ෂය වීමේ ප්‍රතිඵලයකි. විඛණ්ඩන නිෂ්පාදන න්යෂ්ටි, දිරාපත්වීම හේතුවෙන්, සැලකිය යුතු ශක්තියක් නිකුත් කිරීමත් සමග වඩාත් ස්ථායී හෝ සම්පූර්ණයෙන්ම ස්ථායී තත්වයක් බවට පරිවර්තනය වේ.

ක්ෂය වීමේ තාප මුදා හැරීමේ වේගය ස්ථායී-රාජ්‍ය අගයන්ට සාපේක්ෂව කුඩා අගයන් දක්වා ඉක්මනින් අඩු වුවද, අධි බල බල ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල එය නිරපේක්ෂ වශයෙන් වැදගත් වේ. මෙම හේතුව නිසා, අවශේෂ තාපය මුදා හැරීම, එය වසා දැමීමෙන් පසු ප්රතික්රියාකාරක හරයෙන් තාපය ඉවත් කිරීම සහතික කිරීම සඳහා දිගු කාලයක් අවශ්ය වේ. මෙම කාර්යයට විශ්වාසදායක බල සැපයුමක් සහිත සිසිලන පද්ධති ඇති කිරීමට ප්‍රතික්‍රියාකාරක ස්ථාපනය සැලසුම් කිරීම අවශ්‍ය වන අතර, විශේෂ උෂ්ණත්ව පාලන තන්ත්‍රයක් සහිත ගබඩා පහසුකම්වල වියදම් කළ න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන දිගු කාලීන (වසර 3-4) ගබඩා කිරීම අවශ්‍ය වේ - සිසිලන තටාක, එනම් සාමාන්යයෙන් ප්රතික්රියාකාරකයට ආසන්නව පිහිටා ඇත.

මේකත් බලන්න

සෝවියට් සංගමය තුළ නිර්මාණය කර ගොඩනගා ඇති න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක ලැයිස්තුව

සාහිත්යය

ලෙවින් වී.ඊ. න්යෂ්ටික භෞතික විද්යාවසහ න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක. 4 වන සංස්කරණය. - එම්.: Atomizdat, 1979.
Shukolyukov A. යූ "යුරේනියම්. ස්වභාවික න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය." "රසායන විද්යාව සහ ජීවිතය" අංක 6, 1980, පි. 20-24

සටහන්

"ZEEP - Canada's First Nuclear Reactor", Canada Science and Technology Museum.
Greshilov A. A., Egupov N. D., Matushchenko A. M.න්යෂ්ටික පලිහ. - එම්.: ලාංඡන, 2008. - 438 පි. -

සැලසුම සහ මෙහෙයුම් මූලධර්මය

බලශක්ති මුදා හැරීමේ යාන්ත්රණය

නිර්මාණය

ඕනෑම න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් පහත කොටස් වලින් සමන්විත වේ:

න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන සහ මධ්‍යමකාරකය සහිත හරය;
හරය වටා ඇති නියුට්‍රෝන පරාවර්තකය;
හදිසි ආරක්ෂාව ඇතුළුව දාම ප්රතික්රියා පාලන පද්ධතිය;
විකිරණ ආරක්ෂණය;
දුරස්ථ පාලක පද්ධතිය.

මෙහෙයුමේ භෞතික මූලධර්ම

ප්‍රධාන ලිපි ද බලන්න:

මෙම ප්‍රමාණ සඳහා පහත අගයන් සාමාන්‍ය වේ:

කේ> 1 - කාලයත් සමඟ දාම ප්රතික්රියාව වැඩි වේ, ප්රතික්රියාකාරකය ඇත අධි විවේචනාත්මකතත්වය, එහි ප්රතික්රියාශීලීත්වය ρ > 0;
කේ < 1 - реакция затухает, реактор - subcritical, ρ < 0;
කේ = 1, ρ = 0 - න්යෂ්ටික විඛණ්ඩන සංඛ්යාව නියත වේ, ප්රතික්රියාකාරකය ස්ථායී වේ විවේචනාත්මකතත්ත්වය.

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් සඳහා තීරනාත්මක කොන්දේසි:

, කොහෙද

තාප ප්‍රතික්‍රියාකාරක සඳහා k 0 ඊනියා “සාධක 4 ක සූත්‍රය” මගින් තීරණය කළ හැකිය:

, කොහෙද

η යනු අවශෝෂණ දෙකක් සඳහා නියුට්‍රෝන අස්වැන්නයි.

අයඩින් වළ

ප්‍රධාන ලිපිය: අයඩින් වළ

වර්ගීකරණය

අරමුණ අනුව

ඒවායේ භාවිතයේ ස්වභාවය අනුව, න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක පහත පරිදි බෙදා ඇත:

බලශක්ති ප්රතික්රියාකාරක, බලශක්ති අංශයේ භාවිතා කරන විදුලි හා තාප ශක්තිය නිෂ්පාදනය සඳහා මෙන්ම මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීම සඳහා අදහස් කෙරේ (ඩීලවීකරණ ප්රතික්රියාකාරක කාර්මික ලෙසද වර්ගීකරණය කර ඇත). එවැනි ප්රතික්රියාකාරක ප්රධාන වශයෙන් න්යෂ්ටික බලාගාරවල භාවිතා වේ. නවීන බලශක්ති ප්රතික්රියාකාරකවල තාප බලය 5 GW දක්වා ළඟා වේ. වෙනම කණ්ඩායමකට ඇතුළත් වන්නේ:
- ප්රවාහන ප්රතික්රියාකාරක, වාහන එන්ජින් සඳහා බලශක්ති සැපයීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත. පුළුල්ම යෙදුම් කණ්ඩායම් වන්නේ සබ්මැරීන සහ විවිධ මතුපිට යාත්‍රා සඳහා භාවිතා කරන සමුද්‍ර ප්‍රවාහන ප්‍රතික්‍රියාකාරක මෙන්ම අභ්‍යවකාශ තාක්‍ෂණයේ භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක වේ.
පර්යේෂණාත්මක ප්රතික්රියාකාරක, න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක සැලසුම් කිරීම සහ ක්‍රියාත්මක කිරීම සඳහා අවශ්‍ය වන විවිධ භෞතික ප්‍රමාණ අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා අදහස් කෙරේ; එවැනි ප්රතික්රියාකාරකවල බලය kW කිහිපයක් ඉක්මවා නැත.
පර්යේෂණ ප්රතික්රියාකාරක, න්‍යෂ්ටික භෞතික විද්‍යාව, ඝණ රාජ්‍ය භෞතික විද්‍යාව, විකිරණ රසායන විද්‍යාව, ජීව විද්‍යාව යන ක්ෂේත්‍රවල පර්යේෂණ සඳහා තීව්‍ර නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහවල (කොටස් න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක ඇතුළුව) ක්‍රියා කිරීමට අදහස් කරන ද්‍රව්‍ය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා හරය තුළ නිර්මාණය කරන ලද නියුට්‍රෝන සහ ගැමා ක්වන්ටා ප්‍රවාහ භාවිතා කෙරේ. සමස්ථානික නිෂ්පාදනය. පර්යේෂණ ප්රතික්රියාකාරකවල බලය 100 MW නොඉක්මවයි. මුදා හරින ලද ශක්තිය සාමාන්යයෙන් භාවිතා නොවේ.
කාර්මික (ආයුධ, සමස්ථානික) ප්රතික්රියාකාරක, විවිධ ක්ෂේත්රවල භාවිතා කරන සමස්ථානික නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කරයි. 239 Pu වැනි න්‍යෂ්ටික අවි ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. මුහුදු ජලය ලවණීකරණය සඳහා භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක කාර්මික ලෙසද වර්ග කර ඇත.

නියුට්‍රෝන වර්ණාවලියට අනුව

තාප (මන්දගාමී) නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය (“තාප ප්‍රතික්‍රියාකාරකය”)
වේගවත් නියුට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය ("වේගවත් ප්‍රතික්‍රියාකාරකය")

ඉන්ධන ස්ථානගත කිරීම මගින්

විෂමජාතීය ප්‍රතික්‍රියාකාරක, ඉන්ධන මධ්‍යස්ථව බ්ලොක් ආකාරයෙන් හරය තුළ තැන්පත් කර ඇති අතර ඒවා අතර මධ්‍යස්ථකාරකයක් ඇත;
සමජාතීය ප්රතික්රියාකාරක, ඉන්ධන සහ මධ්යමකාරකය සමජාතීය මිශ්රණයක් (සමජාතීය පද්ධතිය).

ඉන්ධන වර්ගය අනුව

යුරේනියම් සමස්ථානික 235, 238, 233 (235 U, 238 U, 233 U)
ප්ලූටෝනියම් සමස්ථානික 239 (239 Pu), ද සමස්ථානික 239-242 Pu 238 U (MOX ඉන්ධන) සමඟ මිශ්‍රණයක ස්වරූපයෙන්
තෝරියම් සමස්ථානික 232 (232 Th) (233 U බවට පරිවර්තනය කිරීම හරහා)

පොහොසත් කිරීමේ මට්ටම අනුව:

ස්වභාවික යුරේනියම්
දුර්වල ලෙස පොහොසත් යුරේනියම්
ඉතා පොහොසත් යුරේනියම්

රසායනික සංයුතිය අනුව:

ලෝහ යූ
UC (යුරේනියම් කාබයිඩ්) ආදිය.

සිසිලනකාරක වර්ගය අනුව

ගෑස්, (Graphite-gas reactor බලන්න)
D 2 O (බර ජලය, බැර ජල න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, CANDU බලන්න)

උපපරිපාලක වර්ගය අනුව

C (මිනිරන්, බලන්න Graphite-gas reactor, Graphite-water reactor)
H2O (ජලය, සැහැල්ලු ජල ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, ජල සිසිලන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, VVER බලන්න)
D 2 O (බර ජලය, බැර ජල න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකය, CANDU බලන්න)
ලෝහ හයිඩ්රයිඩ්
මධ්‍යමකාරක නොමැතිව (වේගවත් ප්‍රතික්‍රියාකාරකය බලන්න)

නිර්මාණය මගින්

වාෂ්ප උත්පාදන ක්රමය මගින්

බාහිර වාෂ්ප උත්පාදක සමඟ ප්රතික්රියාකාරකය (ජල-ජල ප්රතික්රියාකාරකය, VVER බලන්න)

IAEA වර්ගීකරණය

PWR (පීඩන ජල ප්රතික්රියාකාරක) - ජල-ජල ප්රතික්රියාකාරක (පීඩන ජල ප්රතික්රියාකාරක);
BWR (උතුරන ජල ප්රතික්රියාකාරකය) - තාපාංක ජල ප්රතික්රියාකාරකය;
FBR (වේගවත් අභිජනන ප්රතික්රියාකාරකය) - වේගවත් අභිජනන ප්රතික්රියාකාරකය;
GCR (ගෑස් සිසිලන ප්රතික්රියාකාරකය) - වායු සිසිලන ප්රතික්රියාකාරකය;
LWGR (සැහැල්ලු ජල ග්රැෆයිට් ප්රතික්රියාකාරකය) - මිනිරන්-ජල ප්රතික්රියාකාරකය
PHWR (පීඩන බර ජල ප්රතික්රියාකාරකය) - බර ජල ප්රතික්රියාකාරකය

ලෝකයේ වඩාත් සුලභ වන්නේ පීඩන ජලය (62% පමණ) සහ උතුරන වතුර (20%) ප්රතික්රියාකාරක වේ.

ප්රතික්රියාකාරක ද්රව්ය

න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන දහනය සහ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය

135 Xe සාන්ද්‍රණය වැඩි වීම සහ එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ප්‍රතික්‍රියාකාරකය නැවැත්වීමෙන් හෝ බලය අඩු කිරීමෙන් පසු ("අයඩින් වළ") ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය අඩු වීම, එමඟින් කෙටි කාලීන නැවතුම් සහ නිමැවුම් බලයේ උච්චාවචනයන් කළ නොහැක. . නියාමන ආයතනවල ප්‍රතික්‍රියාශීලී සංචිතයක් හඳුන්වා දීමෙන් මෙම බලපෑම ජය ගනී. අයඩීන් ළිඳේ ගැඹුර සහ කාලසීමාව නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහය මත රඳා පවතී Ф: Ф = 5·10 18 නියුට්‍රෝන/(cm²·sec) අයඩීන් ළිඳේ කාලසීමාව පැය ˜ 30 ක් වන අතර ගැඹුර ස්ථාවරයට වඩා 2 ගුණයකින් වැඩි වේ. 135 Xe විෂ වීම නිසා කෙෆ්හි වෙනස් වීම.
විෂ වීම හේතුවෙන්, නියුට්‍රෝන ප්‍රවාහය F හි spatiotemporal උච්චාවචනයන් සහ, ඒ අනුව, ප්‍රතික්‍රියාකාරක බලයේ, සිදුවිය හැක. මෙම දෝලනය සිදුවන්නේ Ф > 10 18 නියුට්‍රෝන/(cm²·sec) සහ විශාල ප්‍රතික්‍රියාකාරක ප්‍රමාණයෙනි. දෝලන කාලය ˜ පැය 10.

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක පාලනය

විවිධ හදිසි අවස්ථා වලදී, සෑම ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකටම දාම ප්‍රතික්‍රියාවේ හදිසි අවසන් කිරීමක් සපයනු ලැබේ, සියලුම අවශෝෂණ දඬු හරයට හෙළීම මගින් සිදු කරනු ලැබේ - හදිසි ආරක්ෂණ පද්ධතියකි.

අවශේෂ තාපය

මේකත් බලන්න

සෝවියට් සංගමය තුළ නිර්මාණය කර ගොඩනගා ඇති න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක ලැයිස්තුව

සාහිත්යය

ලෙවින් වී.ඊ. න්යෂ්ටික භෞතික විද්යාව සහ න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක. 4 වන සංස්කරණය. - එම්.: Atomizdat, 1979.
Shukolyukov A. යූ "යුරේනියම්. ස්වභාවික න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය." "රසායන විද්යාව සහ ජීවිතය" අංක 6, 1980, පි. 20-24

සටහන්

"ZEEP - Canada's First Nuclear Reactor", Canada Science and Technology Museum.
Greshilov A. A., Egupov N. D., Matushchenko A. M.න්යෂ්ටික පලිහ. - එම්.: ලාංඡන, 2008. - 438 පි. -

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය, මෙහෙයුම් මූලධර්මය, න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයේ ක්රියාකාරිත්වය.

සෑම දිනකම අපි විදුලිය භාවිතා කරන අතර එය නිෂ්පාදනය කරන්නේ කෙසේද සහ එය අපට ලැබුණේ කෙසේද යන්න ගැන සිතන්නේ නැත. එසේ වුවද, එය නූතන ශිෂ්ටාචාරයේ වැදගත්ම කොටස්වලින් එකකි. විදුලිය නොමැතිව කිසිවක් නැත - ආලෝකයක් නැත, තාපයක් නැත, චලනයක් නැත.

න්‍යෂ්ටික බලාගාර ඇතුළු බලාගාරවල විදුලිය නිපදවන බව කවුරුත් දනිති. සෑම න්‍යෂ්ටික බලාගාරයකම හදවත වන්නේ න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය. අපි මෙම ලිපියෙන් බලන්නේ මෙයයි.

න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය, පාලිත න්‍යෂ්ටික දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් තාපය මුදා හැරීමත් සමග සිදුවන උපකරණයකි. මෙම උපකරණ ප්‍රධාන වශයෙන් විදුලිය නිපදවීමට සහ විශාල නැව් ධාවනය කිරීමට යොදා ගනී. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල බලය සහ කාර්යක්ෂමතාවය ගැන සිතා ගැනීමට අපට උදාහරණයක් දිය හැකිය. සාමාන්‍ය න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් සඳහා යුරේනියම් කිලෝග්‍රෑම් 30ක් අවශ්‍ය වන විට, සාමාන්‍ය තාප බලාගාරයකට ගල් අඟුරු වැගන් 60ක් හෝ ඉන්ධන තෙල් ටැංකි 40ක් අවශ්‍ය වේ.

මූලාකෘතිය න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය E. Fermi ගේ මඟපෙන්වීම යටතේ 1942 දෙසැම්බර් මාසයේදී USA හි ඉදිකරන ලදී. එය ඊනියා "චිකාගෝ තොගය" විය. චිකාගෝ පයිල් (පසුව වචනය"Pile", වෙනත් අර්ථයන් සමඟින්, න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් අදහස් වේ).එයට මෙම නම ලැබුණේ එය එක පිට එක තැබූ මිනිරන් කුට්ටි විශාල තොගයකට සමාන නිසාය.

කුට්ටි අතර ස්වාභාවික යුරේනියම් සහ එහි ඩයොක්සයිඩ් වලින් සාදන ලද ගෝලාකාර "වැඩ කරන තරල" තැන්පත් කරන ලදී.

සෝවියට් සමාජවාදී සමූහාණ්ඩුවේ, පළමු ප්රතික්රියාකාරකය ශාස්ත්රාලික I.V Kurchatovගේ නායකත්වය යටතේ ඉදිකරන ලදී. F-1 ප්‍රතික්‍රියාකාරකය 1946 දෙසැම්බර් 25 දින ක්‍රියාත්මක විය. ප්‍රතික්‍රියාකාරකය ගෝලාකාර හැඩයෙන් යුක්ත වූ අතර එහි විෂ්කම්භය මීටර් 7.5ක් පමණ විය. එහි සිසිලන පද්ධතියක් නොතිබූ නිසා එය ඉතා අඩු බල මට්ටමකින් ක්‍රියාත්මක විය.

පර්යේෂණ අඛණ්ඩව සිදු වූ අතර 1954 ජුනි 27 වන දින 5 MW ධාරිතාවයකින් යුත් ලොව පළමු න්‍යෂ්ටික බලාගාරය Obninsk හි ක්‍රියාත්මක විය.

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය.

යුරේනියම් U 235 ක්ෂය වීමේදී තාපය මුදා හරින අතර නියුට්‍රෝන දෙකක් හෝ තුනක් නිකුත් වේ. සංඛ්යා ලේඛන අනුව - 2.5. මෙම නියුට්‍රෝන අනෙකුත් යුරේනියම් පරමාණු U235 සමඟ ගැටේ. ගැටුමකදී, යුරේනියම් U 235 අස්ථායී සමස්ථානික U 236 බවට හැරේ, එය වහාම පාහේ Kr 92 සහ Ba 141 + මෙම නියුට්‍රෝන 2-3 බවට ක්ෂය වේ. ක්ෂය වීම ගැමා විකිරණ සහ තාපය ආකාරයෙන් ශක්තිය මුදා හැරීම සමඟ ඇත.

මෙය දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් ලෙස හැඳින්වේ. පරමාණු බෙදීම, ක්ෂයවීම් සංඛ්‍යාව ඝාතීය ලෙස වැඩි වන අතර, එය අවසානයේ අකුණු-වේගයකට තුඩු දෙයි, අපගේ ප්‍රමිතීන්ට අනුව, විශාල ශක්ති ප්‍රමාණයක් මුදා හැරීම - පාලනය කළ නොහැකි දාම ප්‍රතික්‍රියාවක ප්‍රතිවිපාකයක් ලෙස පරමාණුක පිපිරීමක් සිදු වේ.

කෙසේ වෙතත්, තුළ න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයඅපි ගනුදෙනු කරන්නේ පාලනය කළ න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව.මෙය කළ හැකි ආකාරය පහත විස්තර කෙරේ.

න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ව්‍යුහය.

දැනට, න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක වර්ග දෙකක් තිබේ: VVER (පීඩන ජල ප්‍රතික්‍රියාකාරකය) සහ RBMK (ප්‍රතික්‍රියාකාරකය) ඉහළ බලයනාලිකාව). වෙනස වන්නේ RBMK තාපාංක ජල ප්රතික්රියාකාරකයක් වන අතර VVER වායුගෝල 120 ක පීඩනයක් යටතේ ජලය භාවිතා කරයි.

VVER 1000 ප්රතික්රියාකාරකය 1 - පාලන පද්ධති ධාවකය; 2 - ප්රතික්රියාකාරක ආවරණය; 3 - ප්රතික්රියාකාරක ශරීරය; 4 - ආරක්ෂිත පයිප්ප බ්ලොක් (BZT); 5 - පතුවළ; 6 - මූලික සංවෘත; 7 - ඉන්ධන එකලස් කිරීම් (FA) සහ පාලන දඬු;

සෑම කාර්මික න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක්ම සිසිලනකාරකය ගලා යන බොයිලේරු වේ. රීතියක් ලෙස, මෙය සාමාන්ය ජලය (ලෝකයේ 75% ක් පමණ), ද්රව මිනිරන් (20%) සහ බර ජලය (5%) වේ. පර්යේෂණාත්මක අරමුණු සඳහා, බෙරිලියම් භාවිතා කරන ලද අතර එය හයිඩ්‍රොකාබනයක් ලෙස උපකල්පනය කරන ලදී.

TVEL- (ඉන්ධන මූලද්රව්යය). මේවා නයෝබියම් මිශ්‍ර ලෝහයක් සහිත සර්කෝනියම් කවචයක ඇති සැරයටි වන අතර එහි ඇතුළත යුරේනියම් ඩයොක්සයිඩ් පෙති පිහිටා ඇත.

TVEL raktor RBMK. RBMK ප්රතික්රියාකාරක ඉන්ධන මූලද්රව්ය නිර්මාණය: 1 - ප්ලග්; 2 - යුරේනියම් ඩයොක්සයිඩ් පෙති; 3 - සර්කෝනියම් ෂෙල්; 4 - වසන්තය; 5 - බුෂිං; 6 - ඉඟිය.

TVEL හි ඉන්ධන පෙති එකම මට්ටමක රඳවා තබා ගැනීම සඳහා වසන්ත පද්ධතියක් ද ඇතුළත් වන අතර එමඟින් හරය තුළට ඉන්ධන ගිල්වීමේ/ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර වඩාත් නිවැරදිව නියාමනය කිරීමට හැකි වේ. ඒවා ෂඩාස්රාකාර හැඩැති කැසට් වලට එකලස් කර ඇති අතර, ඒ සෑම එකක්ම ඉන්ධන දඬු දුසිම් කිහිපයක් ඇතුළත් වේ. එක් එක් කැසට් පටයේ නාලිකා හරහා සිසිලනකාරකය ගලා යයි.

කැසට් පටයේ ඉන්ධන දඬු කොළ පැහැයෙන් උද්දීපනය කර ඇත.

ඉන්ධන කැසට් එකලස් කිරීම.

ප්‍රතික්‍රියාකාරක හරය සිරස් අතට තැබූ කැසට් පට සිය ගණනකින් සමන්විත වන අතර ලෝහ කවචයක් මගින් එකට ඒකාබද්ධ කර ඇත - ශරීරයක්, එය නියුට්‍රෝන පරාවර්තකයක භූමිකාව ද ඉටු කරයි. කැසට් පට අතර පාලන දඬු සහ ප්‍රතික්‍රියාකාරක හදිසි ආරක්ෂණ දඬු නියමිත කාල පරාසයන් තුළ ඇතුළත් කර ඇති අතර ඒවා අධි තාපනයකදී ප්‍රතික්‍රියාකාරකය වසා දැමීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත.

අපි උදාහරණයක් ලෙස VVER-440 ප්රතික්රියාකාරකයේ දත්ත ලබා දෙමු:

පාලකයන්ට ප්‍රතික්‍රියාව වඩාත් තීව්‍ර වන ක්‍රියාකාරී කලාපයෙන් ඉවත්ව, ඉහළට සහ පහළට ගමන් කළ හැකිය. මෙය බලගතු විදුලි මෝටර මගින් සහතික කරනු ලැබේ, පාලන පද්ධතියක් සමඟ එක්ව හදිසි ආරක්ෂණ දඬු හදිසි අවස්ථාවකදී ප්රතික්රියාකාරකය වසා දැමීමට සැලසුම් කර ඇත, හරය තුළට වැටීම සහ වඩා නිදහස් නියුට්රෝන අවශෝෂණය කරයි.

සෑම ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකම පියනක් ඇති අතර එමඟින් භාවිතා කරන ලද අතර නව කැසට් පටවනු ලැබේ.

තාප පරිවාරකයක් සාමාන්යයෙන් ප්රතික්රියාකාරක භාජනයට ඉහලින් ස්ථාපනය කර ඇත. ඊළඟ බාධකය ජීව විද්යාත්මක ආරක්ෂාවයි. මෙය සාමාන්‍යයෙන් ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් බංකරයක් වන අතර, එහි පිවිසුම මුද්‍රා තැබූ දොරවල් සහිත වායු කුටියකින් වසා ඇත. ජීව විද්‍යාත්මක ආරක්ෂාව සැලසුම් කර ඇත්තේ පිපිරීමක් සිදුවුවහොත් විකිරණශීලී වාෂ්ප සහ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ කොටස් වායුගෝලයට මුදා හැරීම වැළැක්වීම සඳහා ය.

නවීන ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල න්‍යෂ්ටික පිපිරීමක් අතිශයින් ම අඩු ය. ඉන්ධන තරමක් පොහොසත් වන අතර ඉන්ධන මූලද්රව්යවලට බෙදී ඇති බැවිනි. හරය දිය වී ගියත්, ඉන්ධන වලට සක්‍රීයව ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට නොහැකි වනු ඇත. සිදුවිය හැකි නරකම දෙය නම් චර්නොබිල්හි මෙන් තාප පිපිරීමක් වන අතර, ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ පීඩනය ලෝහ ආවරණය සරලව පුපුරා යන අගයන් කරා ළඟා වූ විට සහ ටොන් 5,000 ක් බරැති ප්‍රතික්‍රියාකාරක කවරය ප්‍රතිලෝම පැනීමකින් වහලය හරහා කැඩී ගියේය. ප්රතික්රියාකාරක මැදිරිය සහ පිටත වාෂ්ප මුදා හැරීම. චර්නොබිල් න්‍යෂ්ටික බලාගාරයට නිසි ජීව විද්‍යාත්මක ආරක්ෂාවක් තිබුනේ නම්, අද පවතින sarcophagus මෙන්, එවිට ව්‍යසනය මනුෂ්‍යත්වයට වඩා බෙහෙවින් අඩු වනු ඇත.

න්යෂ්ටික බලාගාරයක් ක්රියාත්මක කිරීම.

කෙටියෙන් කිවහොත්, රබෝබෝවා පෙනුම මෙයයි.

න්‍යෂ්ටික බලාගාරය. (ක්ලික් කළ හැකි)

පොම්ප භාවිතයෙන් ප්රතික්රියාකාරක හරයට ඇතුල් වීමෙන් පසු ජලය අංශක 250 සිට 300 දක්වා රත් කර ප්රතික්රියාකාරකයේ "අනෙක් පැත්තෙන්" පිටවෙයි. මෙය පළමු පරිපථය ලෙස හැඳින්වේ. ඉන්පසු එය තාප හුවමාරුව වෙත යවනු ලැබේ, එය දෙවන පරිපථය හමුවෙයි. ඉන් පසු පීඩනය යටතේ ඇති වාෂ්ප ටර්බයින් තල මතට ගලා යයි. ටර්බයින් විදුලිය නිපදවයි.