Активна зона

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Активна зона
англ. Nuclear core Crocus-p1020491.jpg
Активна зона ядерного реактора CROCUS (Швейцарія)
Тип реактора водо-водяний, графітовий
Технічні характеристики
Теплоносій вода, натрій, вуглекислий газ, дифеніл
Паливо уранове, плутонієве, торієве

Активна зона ядерного реактора — область, в якій розташовані збірки (ТВЗ) ядерного палива і відбувається контрольована ланцюгова реакція поділу ядер важких ізотопів урану або плутонію. В ході ланцюгової реакції виділяється енергія у вигляді нейтронного і γ-випромінювання, β-розпаду, кінетичної енергії осколків поділу.

Принцип роботи[ред.ред. код]

Всередині активної зони типового водо-водяного реактора (ВВЕР), чи киплячого ядерного реактора (BWR знаходяться порядком 160—450 касет тепловидільних збірок (ТВЗ), які зазвичай являють собою шестигранний пучок ТВЕЛів довжиною 2,5-3,7 м (що приблизно відповідає висоті активної зони) і діаметром 30-40 см, виготовлений з нержавіючої сталі або сплаву цирконію (для зменшення поглинання нейтронів). Усередині кожного із ТВЕЛів, розташовані «таблетки» металічного урану, або частіше оксиду урану. Також всередині касети розташований канал (трубка) для розміщення керуючих стрижнів, які наповнені гранулами речовин, таких як бор, гафній чи кадмій, які легко поглинають нейтрони. Коли регулюючі стрижні опускаються в активну зону, вони поглинають нейтрони, які вже не може брати участь у ланцюговій реакції — реакція припиняється. І навпаки, коли регулюючі стрижні піднімаються із активної зони, більше нейтронів ділення урану-235 (U-235) чи плутонію-239 (Pu-239) беруть участь в реакції — ланцюгова реакція посилюється.

Теплота, яка виділяється при реакції поділу нагріває теплоносій (воду), вода в свою чергу також впливає на помірність нейтронних реакцій, тобто виступає в якості сповільнювача нейтронів.

Склад активної зони[ред.ред. код]

Набір касет (поз. 7), утворює активну зону

Речовини, які діляться в процесі ланцюгової реакції можуть бути конструктивно відокремлені від сповільнювача й інших елементів активної зони (гетерогенний реактор), або бути в суміші з ними (гомогенний реактор).

Сповільнювачі[ред.ред. код]

Теплоносій[ред.ред. код]

Зовні активна зона оточується відбивачем для нейтронів, що складається, як правило, з тієї ж речовини, що і сповільнювач. Наявність відбивача необхідно для підвищення ефективності використання ядерного палива та інших параметрів реактора, так як відбивач повертає назад в зону частину нейтронів, які вилетіли з активної зони.

Теоретично, найкращою формою активної зони є куля, як фігура, що має найменшу площу поверхні для заданого об'єму, проте із конструктивних міркувань, активну зону найчастіше виконують у вигляді циліндра або за формою, наближеною до циліндра.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Петунін В. П. Теплоенергетика ядерних установок. М.: «Атомиздат», 1960.(рос.)
  • Левін В. Є. Ядерна фізика і ядерні реактори. 4-е вид. — М.: «Атомиздат», 1979.(рос.)
  • Велика радянська енциклопедія