Ano ang hitsura ng isang nuclear reactor? Encyclopedia ng Paaralan

Sa kalagitnaan ng ikadalawampu siglo, ang atensyon ng sangkatauhan ay nakatuon sa atom at ang paliwanag ng mga siyentipiko sa reaksyong nukleyar, na una nilang napagpasyahan na gamitin para sa mga layuning militar, na nag-imbento ng mga unang bombang nuklear sa ilalim ng Manhattan Project. Ngunit noong 50s ng XX century, isang nuclear reactor sa USSR ang ginamit para sa mapayapang layunin. Ito ay kilala na noong Hunyo 27, 1954, ang unang nuclear power plant sa mundo na may kapasidad na 5000 kW ay pumasok sa serbisyo ng sangkatauhan. Sa ngayon, ang isang nuclear reactor ay maaaring makabuo ng kuryente na 4,000 MW o higit pa, ibig sabihin, 800 beses na higit pa kaysa noong nakalipas na kalahating siglo.

Ano ang nuclear reactor: pangunahing kahulugan at pangunahing bahagi ng yunit

Ang isang nuclear reactor ay isang espesyal na yunit sa tulong ng kung saan ang enerhiya ay nabuo bilang isang resulta ng tamang pagpapanatili ng isang kontroladong nuclear reaction. Ang paggamit ng salitang "atomic" kasama ng salitang "reactor" ay pinapayagan. Sa pangkalahatan, itinuturing ng marami na magkasingkahulugan ang mga konsepto ng "nuklear" at "atomic", dahil wala silang nakikitang pangunahing pagkakaiba sa pagitan nila. Ngunit ang mga kinatawan ng agham ay hilig sa isang mas tamang kumbinasyon - "nuclear reactor".

Interesting katotohanan! Ang mga reaksyong nuklear ay maaaring magpatuloy sa pagpapalabas o pagsipsip ng enerhiya.

Ang mga pangunahing sangkap sa aparato ng isang nuclear reactor ay ang mga sumusunod na elemento:

• Moderator;
• Mga control rod;
• Mga rod na naglalaman ng pinaghalong uranium isotopes;
• Mga espesyal na elemento ng proteksiyon laban sa radiation;
• Coolant;
• generator ng singaw;
• turbina;
• Generator;
• Kapasitor;
• Nuclear fuel.

Ano ang mga pangunahing prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor na tinutukoy ng mga physicist at bakit hindi sila natitinag

Ang pangunahing prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor ay batay sa mga tampok ng pagpapakita ng isang nuclear reaction. Sa sandali ng isang karaniwang pisikal na kadena nuklear na proseso, ang particle ay nakikipag-ugnayan sa atomic nucleus, bilang isang resulta, ang nucleus ay nagiging bago sa paglabas ng mga pangalawang particle, na tinatawag ng mga siyentipiko na gamma quanta. Sa panahon ng isang nuclear chain reaction, isang malaking halaga ng thermal energy ang pinakawalan. Ang espasyo kung saan nagaganap ang chain reaction ay tinatawag na reactor core.

Interesting katotohanan! Ang aktibong zone sa labas ay kahawig ng isang boiler kung saan dumadaloy ang ordinaryong tubig, na nagsisilbing coolant.

Upang maiwasan ang pagkawala ng mga neutron, ang reactor core area ay napapalibutan ng isang espesyal na neutron reflector. Ang pangunahing gawain nito ay tanggihan ang karamihan sa mga ibinubuga na neutron sa core. Ang reflector ay karaniwang ang parehong sangkap na nagsisilbing moderator.

Ang pangunahing kontrol ng isang nuclear reactor ay nangyayari sa tulong ng mga espesyal na control rod. Ito ay kilala na ang mga rod na ito ay ipinakilala sa reactor core at lumikha ng lahat ng mga kondisyon para sa pagpapatakbo ng yunit. Karaniwan, ang mga control rod ay ginawa mula sa mga kemikal na compound ng boron at cadmium. Bakit ginagamit ang mga elementong ito? Oo, lahat dahil ang boron o cadmium ay epektibong nakakasipsip ng mga thermal neutron. At sa sandaling ang paglulunsad ay binalak, ayon sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor, ang mga control rod ay ipinakilala sa core. Ang kanilang pangunahing gawain ay upang sumipsip ng isang makabuluhang bahagi ng mga neutron, at sa gayon ay pumukaw sa pagbuo ng isang chain reaction. Ang resulta ay dapat maabot ang nais na antas. Kapag tumaas ang kapangyarihan sa itaas ng itinakdang antas, binubuksan ang mga awtomatikong makina, na kinakailangang ilubog nang malalim ang mga control rod sa core ng reactor.

Kaya, nagiging malinaw na ang control o control rod ay may mahalagang papel sa pagpapatakbo ng isang thermal nuclear reactor.

At upang mabawasan ang pagtagas ng neutron, ang reactor core ay napapalibutan ng isang neutron reflector na naghahagis ng malaking masa ng malayang ibinubuga na mga neutron sa core. Sa kahulugan ng reflector, kadalasan ang parehong sangkap ay ginagamit bilang para sa moderator.

Ayon sa pamantayan, ang nucleus ng mga atomo ng substansiyang moderator ay may medyo maliit na masa, kaya kapag bumabangga sa isang magaan na nucleus, ang neutron na naroroon sa kadena ay nawawalan ng mas maraming enerhiya kaysa kapag bumangga sa isang mabigat. Ang pinakakaraniwang mga moderator ay ordinaryong tubig o grapayt.

Interesting katotohanan! Ang mga neutron sa proseso ng isang reaksyong nuklear ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang napakataas na bilis ng paggalaw, at samakatuwid ang isang moderator ay kinakailangan, na nagtutulak sa mga neutron na mawalan ng ilan sa kanilang enerhiya.

Walang isang reaktor sa mundo ang maaaring gumana nang normal nang walang tulong ng isang coolant, dahil ang layunin nito ay alisin ang enerhiya na nabuo sa puso ng reaktor. Bilang isang coolant, ang likido o mga gas ay kinakailangang gamitin, dahil hindi nila kayang sumipsip ng mga neutron. Magbigay tayo ng isang halimbawa ng isang coolant para sa isang compact nuclear reactor - tubig, carbon dioxide, at kung minsan kahit na likidong metal na sodium.

Kaya, ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor ay ganap na nakabatay sa mga batas ng isang chain reaction, ang kurso nito. Ang lahat ng mga bahagi ng reactor - ang moderator, rods, coolant, nuclear fuel - ay gumaganap ng kanilang mga gawain, na nagiging sanhi ng normal na operasyon ng reaktor.

Anong gasolina ang ginagamit para sa mga nuclear reactor at kung bakit eksaktong napili ang mga kemikal na elementong ito

Ang pangunahing gasolina sa mga reactor ay maaaring uranium isotopes, pati na rin ang plutonium o thorium.

Noong 1934, si F. Joliot-Curie, na naobserbahan ang proseso ng fission ng uranium nucleus, napansin na bilang resulta ng isang kemikal na reaksyon, ang uranium nucleus ay nahahati sa mga fragment-nuclei at dalawa o tatlong libreng neutron. At nangangahulugan ito na may posibilidad na ang mga libreng neutron ay sumali sa iba pang uranium nuclei at makapukaw ng isa pang fission. At kaya, gaya ng hinuhulaan ng chain reaction: anim hanggang siyam na neutron ang ilalabas mula sa tatlong uranium nuclei, at muli silang sasali sa bagong nabuo na nuclei. At iba pa ang ad infinitum.

Mahalagang tandaan! Ang mga neutron na lumilitaw sa panahon ng nuclear fission ay may kakayahang pukawin ang fission ng nuclei ng uranium isotope na may mass number na 235, at para sa pagkasira ng nuclei ng uranium isotope na may mass number na 238, maaaring may kaunting enerhiya. na nagmumula sa proseso ng pagkabulok.

Ang uranium number 235 ay bihira sa kalikasan. Ito ay nagkakahalaga lamang ng 0.7%, ngunit ang natural na uranium-238 ay sumasakop sa isang mas maluwang na angkop na lugar at nagkakahalaga ng 99.3%.

Sa kabila ng maliit na proporsyon ng uranium-235 sa kalikasan, hindi pa rin ito maaaring tanggihan ng mga physicist at chemist, dahil ito ang pinaka-epektibo para sa pagpapatakbo ng isang nuclear reactor, na binabawasan ang gastos ng proseso ng pagkuha ng enerhiya para sa sangkatauhan.

Kailan lumitaw ang mga unang nuclear reactor at kung saan ginagamit ang mga ito ngayon

Noong 1919, nagtagumpay na ang mga physicist nang matuklasan at inilarawan ni Rutherford ang proseso ng pagbuo ng mga gumagalaw na proton bilang resulta ng banggaan ng mga alpha particle sa nuclei ng nitrogen atoms. Ang pagtuklas na ito ay nangangahulugan na ang nucleus ng nitrogen isotope, bilang resulta ng isang banggaan sa isang alpha particle, ay naging nucleus ng isang oxygen isotope.

Bago lumitaw ang mga unang nuclear reactor, natutunan ng mundo ang ilang bagong batas ng pisika na tumatalakay sa lahat ng mahahalagang aspeto ng isang reaksyong nuklear. Kaya, noong 1934, F. Joliot-Curie, H. Halban, L. Kovarsky sa unang pagkakataon ay nag-alok sa lipunan at sa bilog ng mga siyentipiko sa daigdig ng isang teoretikal na palagay at batayan ng ebidensya sa posibilidad ng mga reaksyong nuklear. Ang lahat ng mga eksperimento ay nauugnay sa pagmamasid sa fission ng uranium nucleus.

Noong 1939, sinundan ni E. Fermi, I. Joliot-Curie, O. Hahn, O. Frisch ang reaksyon ng fission ng uranium nuclei sa panahon ng kanilang pambobomba sa mga neutron. Sa kurso ng pananaliksik, natuklasan ng mga siyentipiko na kapag ang isang pinabilis na neutron ay pumasok sa uranium nucleus, ang umiiral na nucleus ay nahahati sa dalawa o tatlong bahagi.

Ang chain reaction ay halos napatunayan sa kalagitnaan ng ika-20 siglo. Noong 1939, napatunayan ng mga siyentipiko na ang fission ng isang uranium nucleus ay naglalabas ng humigit-kumulang 200 MeV ng enerhiya. Ngunit humigit-kumulang 165 MeV ang inilalaan sa kinetic energy ng fragment nuclei, at ang natitira ay nagdadala ng gamma quanta kasama nito. Ang pagtuklas na ito ay gumawa ng isang pambihirang tagumpay sa quantum physics.

Ang E. Fermi ay nagpatuloy sa trabaho at pananaliksik sa loob ng ilang taon at inilunsad ang unang nuclear reactor noong 1942 sa Estados Unidos. Ang nakapaloob na proyekto ay tinawag na - "Chicago woodpile" at inilagay sa riles. Noong Setyembre 5, 1945, inilunsad ng Canada ang ZEEP nuclear reactor nito. Ang kontinente ng Europa ay hindi nahuli, at sa parehong oras ay itinayo ang pag-install ng F-1. At para sa mga Ruso ay may isa pang hindi malilimutang petsa - noong Disyembre 25, 1946, isang reaktor ang inilunsad sa Moscow sa ilalim ng pamumuno ni I. Kurchatov. Hindi ito ang pinakamalakas na nuclear reactor, ngunit ito ang simula ng pag-unlad ng atom ng tao.

Para sa mapayapang layunin, isang siyentipikong nukleyar na reaktor ay nilikha noong 1954 sa USSR. Ang unang mapayapang barko sa mundo na may planta ng nuclear power, ang Lenin nuclear icebreaker, ay itinayo sa Unyong Sobyet noong 1959. At ang isa pang tagumpay ng ating estado ay ang nuclear icebreaker na Arktika. Ang barkong pang-ibabaw na ito ay nakarating sa North Pole sa unang pagkakataon sa mundo. Nangyari ito noong 1975.

Ang unang portable nuclear reactors ay nagpapatakbo sa mabagal na neutron.

Saan ginagamit ang mga nuclear reactor at anong uri ang ginagamit ng sangkatauhan

• Mga reaktor sa industriya. Ginagamit ang mga ito upang makabuo ng enerhiya sa mga nuclear power plant.
• Mga nuclear reactor na kumikilos bilang propulsion ng mga nuclear submarine.
• Mga pang-eksperimentong (portable, maliit) na reactor. Kung wala ang mga ito, walang isang makabagong karanasan o pananaliksik na nagaganap.

Ngayon, natutunan ng siyentipikong mundo kung paano mag-desalinate ng tubig sa dagat sa tulong ng mga espesyal na reactor, upang mabigyan ang populasyon ng mataas na kalidad na inuming tubig. Maraming nagpapatakbo ng mga nuclear reactor sa Russia. Kaya, ayon sa mga istatistika, noong 2018, humigit-kumulang 37 bloke ang tumatakbo sa estado.

At ayon sa pag-uuri, maaari silang maging ang mga sumusunod:

• Pananaliksik (pangkasaysayan). Kabilang dito ang istasyon ng F-1, na nilikha bilang isang eksperimentong site para sa paggawa ng plutonium. Si I.V. Kurchatov ay nagtrabaho sa F-1, pinangangasiwaan ang unang pisikal na reaktor.
• Pananaliksik (aktibo).
• Armory. Bilang isang halimbawa ng reaktor - A-1, na bumaba sa kasaysayan bilang unang reaktor na may paglamig. Ang nakaraang kapangyarihan ng isang nuclear reactor ay maliit, ngunit gumagana.
• Enerhiya.
• barko. Alam na sa mga barko at submarino, sa pamamagitan ng pangangailangan at teknikal na pagiging posible, ginagamit ang mga water-cooled o liquid-metal reactor.
• Space. Bilang halimbawa, tawagan natin ang pag-install na "Yenisei" sa spacecraft, na kumikilos kung kinakailangan upang kunin ang karagdagang dami ng enerhiya, at kakailanganin itong makuha sa tulong ng mga solar panel at mga mapagkukunan ng isotope.

Kaya, ang paksa ng mga nuclear reactor ay medyo pinalawak, samakatuwid, nangangailangan ito ng malalim na pag-aaral at pag-unawa sa mga batas ng quantum physics. Ngunit ang kahalagahan ng mga nuclear reactor para sa industriya ng kuryente at ekonomiya ng estado ay, walang alinlangan, pinaypayan na ng aura ng utility at benepisyo.

Device at prinsipyo ng pagpapatakbo

Mekanismo ng pagpapalabas ng kapangyarihan

Ang pagbabagong-anyo ng isang sangkap ay sinamahan ng pagpapalabas ng libreng enerhiya lamang kung ang sangkap ay may reserba ng mga energies. Ang huli ay nangangahulugan na ang mga microparticle ng sangkap ay nasa isang estado na may natitirang enerhiya na mas malaki kaysa sa isa pang posibleng estado, ang paglipat kung saan umiiral. Ang kusang paglipat ay palaging pinipigilan ng isang hadlang sa enerhiya, upang mapagtagumpayan kung saan ang microparticle ay dapat makatanggap ng ilang halaga ng enerhiya mula sa labas - ang enerhiya ng paggulo. Ang exoenergetic na reaksyon ay binubuo sa katotohanan na sa pagbabagong-anyo kasunod ng paggulo, mas maraming enerhiya ang inilabas kaysa sa kinakailangan upang pukawin ang proseso. Mayroong dalawang paraan upang malampasan ang energy barrier: alinman dahil sa kinetic energy ng nagbabanggaan na mga particle, o dahil sa binding energy ng acceding particle.

Kung isaisip natin ang mga macroscopic na kaliskis ng paglabas ng enerhiya, kung gayon ang kinetic na enerhiya na kinakailangan para sa paggulo ng mga reaksyon ay dapat magkaroon ng lahat, o sa una ay hindi bababa sa ilan sa mga particle ng sangkap. Ito ay makakamit lamang sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura ng medium sa isang halaga kung saan ang enerhiya ng thermal motion ay lumalapit sa halaga ng energy threshold na naglilimita sa kurso ng proseso. Sa kaso ng mga pagbabagong molekular, iyon ay, mga reaksiyong kemikal, ang gayong pagtaas ay kadalasang daan-daang mga kelvin, habang sa kaso ng mga reaksyong nuklear ito ay hindi bababa sa 10 7 dahil sa napakataas na taas ng mga hadlang ng Coulomb ng nagbabanggaang nuclei. Ang thermal excitation ng mga reaksyong nuklear ay isinasagawa sa pagsasanay lamang sa synthesis ng pinakamagaan na nuclei, kung saan ang mga hadlang ng Coulomb ay minimal (thermonuclear fusion).

Ang paggulo sa pamamagitan ng pagsali ng mga particle ay hindi nangangailangan ng isang malaking kinetic energy, at, samakatuwid, ay hindi nakasalalay sa temperatura ng daluyan, dahil ito ay nangyayari dahil sa hindi nagamit na mga bono na likas sa mga particle ng mga kaakit-akit na pwersa. Ngunit sa kabilang banda, ang mga particle mismo ay kinakailangan upang pukawin ang mga reaksyon. At kung muli ang nasa isip natin ay hindi isang hiwalay na pagkilos ng reaksyon, ngunit ang produksyon ng enerhiya sa isang macroscopic scale, pagkatapos ito ay posible lamang kapag nangyari ang isang chain reaction. Ang huli ay lumitaw kapag ang mga particle na nagpapasigla sa reaksyon ay muling lumitaw bilang mga produkto ng isang exoenergetic na reaksyon.

Disenyo

Ang anumang nuclear reactor ay binubuo ng mga sumusunod na bahagi:

• Core na may nuclear fuel at moderator;
• Neutron reflector na pumapalibot sa core;
• Sistema ng regulasyon ng chain reaction, kabilang ang emergency na proteksyon;
• Proteksyon ng radiation;
• Remote control system.

Pisikal na mga prinsipyo ng operasyon

Tingnan din ang mga pangunahing artikulo:

Ang kasalukuyang estado ng isang nuclear reactor ay maaaring makilala ng epektibong neutron multiplication factor k o reaktibiti ρ , na nauugnay sa sumusunod na kaugnayan:

Ang mga halagang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na halaga:

• k> 1 - ang chain reaction ay tumataas sa oras, ang reactor ay nasa superkritikal estado, ang reaktibiti nito ρ > 0;
• k < 1 - реакция затухает, реактор - subcritical, ρ < 0;
• k = 1, ρ = 0 - ang bilang ng mga nuclear fission ay pare-pareho, ang reactor ay nasa isang kuwadra mapanganib kundisyon.

Kritikal na kondisyon ng nuclear reactor:

Ang conversion ng multiplication factor sa pagkakaisa ay nakakamit sa pamamagitan ng pagbabalanse ng multiplication ng neutrons sa kanilang pagkalugi. Mayroong talagang dalawang dahilan para sa mga pagkalugi: pagkuha nang walang fission at pagtagas ng mga neutron sa labas ng daluyan ng pag-aanak.

Malinaw, k< 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.

Ang k 0 para sa mga thermal reactor ay maaaring matukoy ng tinatawag na "formula ng 4 na mga kadahilanan":

• Ang η ay ang neutron yield sa bawat dalawang absorption.

Ang mga volume ng modernong power reactors ay maaaring umabot ng daan-daang m³ at higit na tinutukoy ay hindi sa pamamagitan ng mga kondisyon ng pagiging kritikal, ngunit sa pamamagitan ng mga posibilidad ng pag-alis ng init.

Kritikal na Dami nuclear reactor - ang dami ng reactor core sa isang kritikal na estado. Kritikal na masa ay ang masa ng fissile na materyal ng reaktor, na nasa isang kritikal na estado.

Ang mga reactor na pinagagana ng mga may tubig na solusyon ng mga asin ng purong fissile isotopes na may water neutron reflector ay may pinakamababang kritikal na masa. Para sa 235 U ang masa na ito ay 0.8 kg, para sa 239 Pu ito ay 0.5 kg. Ito ay malawak na kilala, gayunpaman, na ang kritikal na masa para sa LOPO reactor (ang unang enriched uranium reactor sa mundo), na mayroong beryllium oxide reflector, ay 0.565 kg, sa kabila ng katotohanan na ang antas ng pagpapayaman sa 235 isotope ay bahagyang lamang. higit sa 14%. Sa teoryang, ang pinakamaliit na kritikal na masa ay mayroon, kung saan ang halagang ito ay 10 g lamang.

Upang mabawasan ang pagtagas ng neutron, ang core ay binibigyan ng spherical o malapit sa spherical na hugis, tulad ng isang maikling silindro o kubo, dahil ang mga figure na ito ay may pinakamaliit na ratio ng surface area sa volume.

Sa kabila ng katotohanan na ang halaga (e - 1) ay karaniwang maliit, ang papel ng mabilis na pagpaparami ng neutron ay medyo malaki, dahil para sa malalaking nuclear reactor (K ∞ - 1)<< 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.

Upang magsimula ng isang chain reaction, kadalasan ay sapat na mga neutron ang nagagawa sa panahon ng kusang fission ng uranium nuclei. Posible ring gumamit ng panlabas na mapagkukunan ng mga neutron upang simulan ang reaktor, halimbawa, isang halo ng at, o iba pang mga sangkap.

hukay ng yodo

Iodine pit - ang estado ng isang nuclear reactor pagkatapos itong isara, na nailalarawan sa pamamagitan ng akumulasyon ng panandaliang xenon isotope. Ang prosesong ito ay humahantong sa pansamantalang paglitaw ng makabuluhang negatibong reaktibiti, na, sa turn, ay ginagawang imposibleng dalhin ang reaktor sa kapasidad ng disenyo nito para sa isang tiyak na panahon (mga 1-2 araw).

Pag-uuri

Sa pamamagitan ng appointment

Ayon sa likas na katangian ng paggamit ng mga nuclear reactor ay nahahati sa:

• Mga power reactor idinisenyo upang makabuo ng elektrikal at thermal energy na ginagamit sa sektor ng enerhiya, gayundin para sa desalination ng tubig-dagat (ang mga desalination reactor ay inuuri din bilang pang-industriya). Ang mga naturang reactor ay pangunahing ginagamit sa mga nuclear power plant. Ang thermal power ng mga modernong power reactor ay umabot sa 5 GW. Sa isang hiwalay na grupo, italaga ang:
  • Mga reaktor ng transportasyon dinisenyo upang magbigay ng enerhiya sa mga makina ng sasakyan. Ang pinakamalawak na grupo ng aplikasyon ay ang mga marine transport reactor na ginagamit sa mga submarino at iba't ibang surface vessel, pati na rin ang mga reactor na ginagamit sa space technology.
• Mga eksperimentong reaktor, na idinisenyo upang pag-aralan ang iba't ibang pisikal na dami, ang halaga nito ay kinakailangan para sa disenyo at pagpapatakbo ng mga nuclear reactor; ang kapangyarihan ng naturang mga reactor ay hindi lalampas sa ilang kW.
• Mga reaktor ng pananaliksik, kung saan ang mga neutron at gamma-ray flux na nilikha sa core ay ginagamit para sa pananaliksik sa larangan ng nuclear physics, solid state physics, radiation chemistry, biology, para sa mga materyales sa pagsubok na nilayon para sa operasyon sa matinding neutron fluxes (kabilang ang mga bahagi ng nuclear reactors), para sa paggawa ng isotopes. Ang lakas ng mga research reactor ay hindi lalampas sa 100 MW. Ang pinakawalan na enerhiya ay karaniwang hindi ginagamit.
• Industrial (armas, isotope) reactors ginamit upang makagawa ng isotopes na ginagamit sa iba't ibang larangan. Pinakalawak na ginagamit para sa paggawa ng mga materyales na may gradong nuklear na armas, tulad ng 239 Pu. Kasama rin sa industriya ang mga reaktor na ginagamit para sa desalination ng tubig sa dagat.

Kadalasan ang mga reactor ay ginagamit upang malutas ang dalawa o higit pang magkakaibang mga gawain, kung saan ang mga ito ay tinatawag multipurpose. Halimbawa, ang ilang mga power reactor, lalo na sa bukang-liwayway ng nuclear energy, ay inilaan pangunahin para sa mga eksperimento. Ang mga mabilis na neutron reactor ay maaaring maging parehong power-generating at paggawa ng isotopes sa parehong oras. Ang mga pang-industriya na reaktor, bilang karagdagan sa kanilang pangunahing gawain, ay kadalasang gumagawa ng elektrikal at thermal energy.

Ayon sa neutron spectrum

• Thermal (mabagal) neutron reactor ("thermal reactor")
• Mabilis na neutron reactor ("mabilis na reaktor")

Sa pamamagitan ng paglalagay ng gasolina

• Heterogenous reactors, kung saan ang gasolina ay inilalagay sa core discretely sa anyo ng mga bloke, sa pagitan ng kung saan mayroong isang moderator;
• Mga homogenous na reactor, kung saan ang fuel at moderator ay isang homogenous mixture (homogeneous system).

Sa isang heterogenous reactor, ang gasolina at ang moderator ay maaaring magkalayo, lalo na, sa isang cavity reactor, ang moderator-reflector ay pumapalibot sa cavity ng gasolina na hindi naglalaman ng isang moderator. Mula sa isang nuklear-pisikal na pananaw, ang criterion ng homogeneity/heterogeneity ay hindi ang disenyo, ngunit ang paglalagay ng mga bloke ng gasolina sa layo na lumalampas sa haba ng moderation ng neutron sa isang partikular na moderator. Halimbawa, ang tinatawag na "close-lattice" na mga reactor ay idinisenyo upang maging homogenous, bagaman ang gasolina ay karaniwang nakahiwalay mula sa moderator sa kanila.

Ang mga bloke ng nuclear fuel sa isang heterogenous reactor ay tinatawag na fuel assemblies (FA), na inilalagay sa core sa mga node ng isang regular na sala-sala, na bumubuo mga selula.

Sa pamamagitan ng uri ng gasolina

• uranium isotopes 235, 238, 233 ( 235 U , 238 U , 233 U)
• plutonium isotope 239 ( 239 Pu), gayundin ang isotopes 239-242 Pu bilang pinaghalong may 238 U (MOX fuel)
• thorium isotope 232 (232 Th) (sa pamamagitan ng conversion sa 233 U)

Ayon sa antas ng pagpapayaman:

• likas na uranium
• mababang enriched uranium
• lubos na pinayaman ang uranium

Sa pamamagitan ng kemikal na komposisyon:

• metal U
• UC (uranium carbide), atbp.

Sa pamamagitan ng uri ng coolant

• Gas, (tingnan ang Graphite-gas reactor)
• D 2 O (mabigat na tubig, tingnan ang Heavy water nuclear reactor, CANDU)

Ayon sa uri ng moderator

• C (graphite, tingnan ang Graphite-gas reactor, Graphite-water reactor)
• H 2 O (tubig, tingnan ang Light water reactor, Pressurized water reactor, VVER)
• D 2 O (mabigat na tubig, tingnan ang Heavy water nuclear reactor, CANDU)
• Metal hydride
• Walang moderator (tingnan ang fast neutron reactor)

Sa pamamagitan ng disenyo

paraan ng pagbuo ng singaw

• Reactor na may panlabas na steam generator (Tingnan ang PWR, VVER)

Pag-uuri ng IAEA

• PWR (pressurized water reactors) - may presyon ng tubig reactor (pressurized water reactor);
• BWR (reaktor ng tubig na kumukulo) - reaktor ng tubig na kumukulo;
• FBR (fast breeder reactor) - mabilis na breeder reactor;
• GCR (gas-cooled reactor) - gas-cooled reactor;
• LWGR (light water graphite reactor) - graphite-water reactor
• PHWR (pressurised heavy water reactor) - heavy water reactor

Ang pinakakaraniwan sa mundo ay ang may presyon ng tubig (mga 62%) at tubig na kumukulo (20%) na mga reaktor.

Mga materyales sa reaktor

Ang mga materyales kung saan itinayo ang mga reactor ay gumagana sa mataas na temperatura sa larangan ng mga neutron, γ-quanta at fission fragment. Samakatuwid, hindi lahat ng materyales na ginagamit sa ibang sangay ng teknolohiya ay angkop para sa pagtatayo ng reaktor. Kapag pumipili ng mga materyales sa reactor, ang kanilang radiation resistance, chemical inertness, absorption cross section, at iba pang mga katangian ay isinasaalang-alang.

Ang kawalang-tatag ng radiation ng mga materyales ay hindi gaanong apektado sa mataas na temperatura. Ang mobility ng mga atomo ay nagiging napakalaki na ang posibilidad ng pagbabalik ng mga atomo na natumba mula sa kristal na sala-sala sa kanilang lugar o ang recombination ng hydrogen at oxygen sa isang molekula ng tubig ay tumataas nang husto. Kaya, ang radiolysis ng tubig ay hindi gaanong mahalaga sa mga power non-boiling reactors (halimbawa, VVER), habang sa mga makapangyarihang research reactors ay isang malaking halaga ng explosive mixture ang pinakawalan. Ang mga reactor ay may mga espesyal na sistema para sa pagsunog nito.

Ang mga materyales ng reactor ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa (isang fuel element cladding na may coolant at nuclear fuel, mga cassette ng gasolina na may coolant at moderator, atbp.). Naturally, ang mga contacting material ay dapat na chemically inert (compatible). Ang isang halimbawa ng hindi pagkakatugma ay ang uranium at mainit na tubig na pumapasok sa isang kemikal na reaksyon.

Para sa karamihan ng mga materyales, ang mga katangian ng lakas ay lumalala nang husto sa pagtaas ng temperatura. Sa mga power reactor, ang mga istrukturang materyales ay gumagana sa mataas na temperatura. Nililimitahan nito ang pagpili ng mga materyales sa istruktura, lalo na para sa mga bahagi ng isang power reactor na dapat makatiis ng mataas na presyon.

Burnup at pagpaparami ng nuclear fuel

Sa panahon ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor, dahil sa akumulasyon ng mga fragment ng fission sa gasolina, ang isotopic at chemical composition nito ay nagbabago, at ang mga elemento ng transuranium, pangunahin ang isotopes, ay nabuo. Ang impluwensya ng mga fragment ng fission sa reaktibiti ng isang nuclear reactor ay tinatawag pagkalason(para sa mga radioactive fragment) at slagging(para sa mga matatag na isotopes).

Ang pangunahing dahilan para sa pagkalason ng reaktor ay, na may pinakamalaking cross section ng pagsipsip ng neutron (2.6 10 6 barn). Half-life ng 135 Xe T 1/2 = 9.2 oras; ang ani ng dibisyon ay 6-7%. Ang pangunahing bahagi ng 135 Xe ay nabuo bilang resulta ng pagkabulok ( T 1/2 = 6.8 oras). Sa kaso ng pagkalason, nagbabago ang Kef ng 1-3%. Ang malaking absorption cross section ng 135 Xe at ang pagkakaroon ng intermediate isotope 135 I ay humantong sa dalawang mahalagang phenomena:

1. Sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng 135 Xe at, dahil dito, sa pagbaba sa reaktibiti ng reaktor pagkatapos ng pagsara nito o pagbawas ng kuryente ("iodine pit"), na ginagawang imposible para sa panandaliang pagsara at pagbabagu-bago sa kapangyarihan ng output. Ang epektong ito ay napapagtagumpayan sa pamamagitan ng pagpapakilala ng reactivity margin sa mga regulatory body. Ang lalim at tagal ng iodine well ay nakasalalay sa neutron flux Ф: sa Ф = 5 10 18 neutron/(cm² sec), ang tagal ng iodine well ay ˜ 30 h, at ang lalim ay 2 beses na mas malaki kaysa sa steady- pagbabago ng estado sa Keff na dulot ng 135 Xe poisoning.
2. Dahil sa pagkalason, ang spatio-temporal na pagbabagu-bago ng neutron flux Ф, at, dahil dito, ng kapangyarihan ng reaktor, ay maaaring mangyari. Ang mga pagbabagong ito ay nangyayari sa Ф > 10 18 neutrons/(cm² sec) at malalaking sukat ng reactor. Mga panahon ng oscillation ˜ 10 h.

Ang nuclear fission ay nagdudulot ng malaking bilang ng mga matatag na fragment, na naiiba sa kanilang mga cross section ng absorption kumpara sa absorption cross section ng isang fissile isotope. Ang konsentrasyon ng mga fragment na may malaking cross section ng pagsipsip ay umabot sa saturation sa mga unang araw ng operasyon ng reaktor. Ang mga ito ay pangunahing mga TVEL na may iba't ibang "edad".

Sa kaso ng isang kumpletong pagpapalit ng gasolina, ang reaktor ay may labis na reaktibiti na dapat bayaran, habang sa pangalawang kaso, ang kabayaran ay kinakailangan lamang sa unang pagsisimula ng reaktor. Ang patuloy na paglalagay ng gasolina ay ginagawang posible upang madagdagan ang lalim ng pagkasunog, dahil ang reaktibiti ng reaktor ay tinutukoy ng mga average na konsentrasyon ng fissile isotopes.

Ang masa ng na-load na gasolina ay lumampas sa masa ng diskargado dahil sa "bigat" ng inilabas na enerhiya. Matapos ang pagsara ng reaktor, una dahil sa fission ng mga naantalang neutron, at pagkatapos, pagkatapos ng 1-2 minuto, dahil sa β- at γ-radiation ng mga fragment ng fission at mga elemento ng transuranium, ang enerhiya ay patuloy na inilalabas sa gasolina. Kung ang reaktor ay nagtrabaho nang sapat bago ang pagsara, pagkatapos ay 2 minuto pagkatapos ng pag-shutdown, ang paglabas ng enerhiya ay halos 3%, pagkatapos ng 1 oras - 1%, pagkatapos ng isang araw - 0.4%, pagkatapos ng isang taon - 0.05% ng paunang kapangyarihan.

Ang ratio ng bilang ng mga fissile Pu isotopes na nabuo sa isang nuclear reactor sa halaga ng 235 U na nasunog ay tinatawag rate ng conversion K K . Ang halaga ng K K ay tumataas kasabay ng pagbaba ng enrichment at burnup. Para sa isang heavy water reactor na tumatakbo sa natural na uranium, na may burnup na 10 GW day/t K K = 0.55, at para sa maliliit na burnups (sa kasong ito, K K ay tinatawag na paunang plutonium coefficient) K K = 0.8. Kung ang isang nuclear reactor ay nasunog at gumagawa ng parehong isotopes (breeder reactor), kung gayon ang ratio ng rate ng reproduction sa burn-up rate ay tinatawag na rate ng pagpaparami K V. Sa mga thermal reactor 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 g ay lumalaki at a talon.

Kontrol ng nuclear reactor

Ang kontrol ng isang nuclear reactor ay posible lamang dahil sa ang katunayan na sa panahon ng fission ang ilan sa mga neutron ay lumilipad palabas ng mga fragment nang may pagkaantala, na maaaring mula sa ilang millisecond hanggang ilang minuto.

Upang kontrolin ang reaktor, ang mga absorbing rod ay ginagamit, ipinakilala sa core, na gawa sa mga materyales na malakas na sumisipsip ng mga neutron (pangunahin, at ilang iba pa) at / o isang solusyon ng boric acid, idinagdag sa coolant sa isang tiyak na konsentrasyon (regulasyon ng boron) . Ang paggalaw ng mga rod ay kinokontrol ng mga espesyal na mekanismo, mga drive, na nagpapatakbo sa mga signal mula sa operator o kagamitan para sa awtomatikong kontrol ng neutron flux.

Sa kaso ng iba't ibang mga emerhensiya sa bawat reaktor, ang isang emergency na pagwawakas ng chain reaction ay ibinibigay, na isinasagawa sa pamamagitan ng pag-drop sa lahat ng absorbing rods sa core - isang emergency protection system.

Ang natitirang init

Ang isang mahalagang isyu na direktang nauugnay sa kaligtasan ng nukleyar ay ang pagkabulok ng init. Ito ay isang tiyak na tampok ng nuclear fuel, na binubuo sa katotohanan na, pagkatapos ng pagwawakas ng fission chain reaction at thermal inertia, na karaniwan para sa anumang mapagkukunan ng enerhiya, ang paglabas ng init sa reaktor ay nagpapatuloy sa mahabang panahon, na lumilikha ng isang bilang ng mga teknikal na kumplikadong problema.

Ang pagkabulok ng init ay bunga ng β- at γ-pagkabulok ng mga produktong fission, na naipon sa gasolina sa panahon ng operasyon ng reaktor. Ang nuclei ng mga produkto ng fission, bilang resulta ng pagkabulok, ay pumasa sa isang mas matatag o ganap na matatag na estado na may pagpapakawala ng makabuluhang enerhiya.

Bagaman ang natitirang rate ng paglabas ng init ay mabilis na bumababa sa mga halaga na maliit kumpara sa mga nakatigil na halaga, sa mga high-power power reactors ito ay makabuluhan sa ganap na mga termino. Para sa kadahilanang ito, ang nabubulok na paglabas ng init ay nangangailangan ng mahabang panahon upang makapagbigay ng pag-alis ng init mula sa core ng reactor pagkatapos itong isara. Ang gawaing ito ay nangangailangan ng pagkakaroon ng mga sistema ng paglamig na may maaasahang supply ng kuryente sa disenyo ng pasilidad ng reaktor, at nangangailangan din ng pangmatagalang (sa loob ng 3-4 na taon) na pag-iimbak ng ginugol na nuclear fuel sa mga pasilidad ng imbakan na may espesyal na rehimen ng temperatura - ginugol na mga pool ng gasolina , na kadalasang matatagpuan sa malapit na paligid ng reaktor.

Tingnan din

• Listahan ng mga nuclear reactor na idinisenyo at itinayo sa Unyong Sobyet

Panitikan

• Levin V. E. Nuclear physics at nuclear reactors. ika-4 na ed. - M.: Atomizdat, 1979.
• Shukolyukov A. Yu. "Uranus. natural na nuclear reactor. "Chemistry and Life" No. 6, 1980, p. 20-24

Mga Tala

1. "ZEEP - Unang Nuclear Reactor ng Canada", Canada Science and Technology Museum.
2. Greshilov A. A., Egupov N. D., Matushchenko A. M. Nuklear na kalasag. - M .: Logos, 2008. - 438 p. -

I. Disenyo ng isang nuclear reactor

Ang isang nuclear reactor ay binubuo ng sumusunod na limang pangunahing elemento:

1) nuclear fuel;

2) neutron moderator;

3) mga sistema ng regulasyon;

4) mga sistema ng paglamig;

5) proteksiyon na screen.

1. Nuclear fuel.

Ang nuclear fuel ay isang mapagkukunan ng enerhiya. Tatlong uri ng fissile na materyales ang kasalukuyang kilala:

a) uranium 235, na 0.7% sa natural na uranium, o 1/140 na bahagi;

6) plutonium 239, na nabuo sa ilang mga reactor batay sa uranium 238, na bumubuo sa halos buong masa ng natural na uranium (99.3%, o 139/140 na bahagi).

Ang pagkuha ng mga neutron, ang nuclei ng uranium 238 ay nagiging nuclei ng neptunium - ang ika-93 elemento ng periodic system ng Mendeleev; ang huli, sa turn, ay nagiging nuclei ng plutonium - ang ika-94 na elemento ng periodic system. Ang plutonium ay madaling nakuha mula sa irradiated uranium sa pamamagitan ng kemikal na paraan at maaaring gamitin bilang nuclear fuel;

c) uranium 233, na isang artipisyal na isotope ng uranium na nakuha mula sa thorium.

Hindi tulad ng uranium 235, na matatagpuan sa natural na uranium, ang plutonium 239 at uranium 233 ay gawa lamang ng artipisyal. Samakatuwid, sila ay tinatawag na pangalawang nuclear fuel; uranium 238 at thorium 232 ang pinagmumulan ng naturang gasolina.

Kaya, sa lahat ng mga uri ng nuclear fuel na nakalista sa itaas, ang uranium ang pangunahing isa. Ipinapaliwanag nito ang napakalaking saklaw na kinukuha ng mga prospect at paggalugad ng mga deposito ng uranium sa lahat ng mga bansa.

Ang enerhiya na inilabas sa isang nuclear reactor ay minsan inihahambing sa inilabas sa isang kemikal na combustion reaction. Gayunpaman, mayroong isang pangunahing pagkakaiba sa pagitan nila.

Ang dami ng init na nakuha sa proseso ng fission ng uranium ay di-masusukat na mas malaki kaysa sa dami ng init na nakuha sa pamamagitan ng pagsunog, halimbawa, karbon: 1 kg ng uranium 235, katumbas ng volume sa isang pakete ng mga sigarilyo, ay maaaring theoretically magbigay ng mas maraming enerhiya bilang 2600 tonelada ng karbon.

Gayunpaman, ang mga posibilidad ng enerhiya na ito ay hindi ganap na ginagamit, dahil hindi lahat ng uranium-235 ay maaaring ihiwalay sa natural na uranium. Bilang resulta, ang 1 kg ng uranium, depende sa antas ng pagpapayaman nito sa uranium 235, ay kasalukuyang katumbas ng humigit-kumulang 10 tonelada ng karbon. Ngunit dapat itong isaalang-alang na ang paggamit ng nuclear fuel ay nagpapadali sa transportasyon at, dahil dito, makabuluhang binabawasan ang halaga ng gasolina. Kinakalkula ng mga eksperto sa Britanya na sa pamamagitan ng pagpapayaman ng uranium ay mapapalaki nila ang init na natanggap sa mga reactor ng 10 beses, na katumbas ng 1 tonelada ng uranium sa 100,000 tonelada ng karbon.

Ang pangalawang pagkakaiba sa pagitan ng proseso ng nuclear fission, na nagpapatuloy sa pagpapalabas ng init, at pagkasunog ng kemikal ay ang reaksyon ng pagkasunog ay nangangailangan ng oxygen, habang ang paggulo ng isang chain reaction ay nangangailangan lamang ng ilang neutron at isang tiyak na masa ng nuclear fuel, katumbas. sa kritikal na masa, ang kahulugan kung saan naibigay na natin sa seksyon sa atomic bomb.

At, sa wakas, ang hindi nakikitang proseso ng nuclear fission ay sinamahan ng paglabas ng labis na nakakapinsalang radiation, kung saan kinakailangan upang magbigay ng proteksyon.

2. Neutron moderator.

Upang maiwasan ang pagkalat ng mga produkto ng pagkabulok sa reaktor, ang nuclear fuel ay dapat ilagay sa mga espesyal na shell. Para sa paggawa ng naturang mga shell, maaaring gamitin ang aluminyo (ang temperatura ng palamigan ay hindi dapat lumagpas sa 200 °), at kahit na mas mabuti, beryllium o zirconium - mga bagong metal, ang paghahanda kung saan sa dalisay na anyo nito ay nauugnay sa malaking paghihirap.

Ang mga neutron na nabuo sa proseso ng nuclear fission (sa average na 2-3 neutrons sa panahon ng fission ng isang nucleus ng isang mabigat na elemento) ay may isang tiyak na enerhiya. Upang ang posibilidad ng fission ng mga neutron ng iba pang mga nuclei ay maging pinakamalaki, kung wala ang reaksyon ay hindi makakapagpapanatili sa sarili, kinakailangan na ang mga neutron na ito ay mawalan ng bahagi ng kanilang bilis. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paglalagay ng isang moderator sa reactor, kung saan ang mga mabilis na neutron ay na-convert sa mga mabagal na neutron bilang resulta ng maraming sunud-sunod na banggaan. Dahil ang sangkap na ginamit bilang isang moderator ay dapat na may nuclei na may masa na humigit-kumulang katumbas ng masa ng mga neutron, iyon ay, ang nuclei ng mga magaan na elemento, ang mabigat na tubig ay ginamit bilang isang moderator mula pa sa simula (D 2 0, kung saan ang D ay deuterium , na pinalitan ang light hydrogen sa ordinaryong tubig H 2 0). Gayunpaman, ngayon sinusubukan nilang gumamit ng higit pa at mas maraming grapayt - ito ay mas mura at nagbibigay ng halos parehong epekto.

Ang isang tonelada ng mabigat na tubig na binili sa Sweden ay nagkakahalaga ng 70–80 milyong franc. Sa Geneva Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy, inihayag ng mga Amerikano na malapit na silang makapagbenta ng mabigat na tubig sa presyong 22 milyong francs kada tonelada.

Ang isang toneladang grapayt ay nagkakahalaga ng 400,000 francs, at ang isang toneladang beryllium oxide ay nagkakahalaga ng 20 milyong francs.

Ang materyal na ginamit bilang moderator ay dapat na dalisay upang maiwasan ang pagkawala ng mga neutron habang sila ay dumaan sa moderator. Sa pagtatapos ng pagtakbo, ang mga neutron ay may average na bilis na humigit-kumulang 2200 m/sec, habang ang kanilang paunang bilis ay humigit-kumulang 20 thousand km/sec. Sa mga reactor, ang pagpapalabas ng init ay nangyayari nang unti-unti at maaaring kontrolin, sa kaibahan sa atomic bomb, kung saan ito ay nangyayari kaagad at tumatagal ng katangian ng isang pagsabog.

Ang ilang mga uri ng mabilis na neutron reactor ay hindi nangangailangan ng moderator.

3. Sistema ng regulasyon.

Ang isang tao ay dapat na maging sanhi, ayusin at ihinto ang isang nuclear reaksyon sa kalooban. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga control rod na gawa sa boron steel o cadmium, mga materyales na may kakayahang sumipsip ng mga neutron. Depende sa lalim kung saan ibinaba ang mga control rod sa reactor, ang bilang ng mga neutron sa core ay tumataas o bumababa, na sa huli ay ginagawang posible na kontrolin ang proseso. Ang mga control rod ay awtomatikong kinokontrol ng mga servomechanism; ang ilan sa mga tungkod na ito, sa kaso ng panganib, ay maaaring agad na mahulog sa core.

Noong una, ang mga pangamba ay ipinahayag na ang pagsabog ng reaktor ay magdudulot ng kaparehong pinsala sa pagsabog ng isang bomba atomika. Upang patunayan na ang pagsabog ng reaktor ay nangyayari lamang sa ilalim ng mga kondisyon na naiiba sa karaniwan at hindi nagdudulot ng malubhang panganib sa populasyon na naninirahan sa paligid ng plantang nukleyar, sadyang pinasabog ng mga Amerikano ang isang tinatawag na "boiling" na reaktor. Sa katunayan, nagkaroon ng pagsabog na maaari nating ilarawan bilang "klasiko", iyon ay, hindi nuklear; muli itong nagpapatunay na ang mga nuclear reactor ay maaaring itayo malapit sa mga mataong lugar nang walang anumang partikular na panganib sa huli.

4. Sistema ng paglamig.

Sa proseso ng nuclear fission, ang isang tiyak na enerhiya ay inilabas, na inililipat sa mga produkto ng pagkabulok at ang mga nagresultang neutron. Ang enerhiya na ito ay na-convert sa thermal energy bilang isang resulta ng maraming banggaan ng mga neutron, samakatuwid, upang maiwasan ang isang mabilis na pagkabigo ng reaktor, ang init ay dapat alisin. Sa mga reactor na idinisenyo upang makabuo ng radioactive isotopes, ang init na ito ay hindi ginagamit, habang sa mga reactor na idinisenyo upang makabuo ng enerhiya, ito ay nagiging, sa kabaligtaran, ang pangunahing produkto. Ang paglamig ay maaaring isagawa gamit ang gas o tubig, na umiikot sa reaktor sa ilalim ng presyon sa pamamagitan ng mga espesyal na tubo at pagkatapos ay pinalamig sa isang heat exchanger. Ang inilabas na init ay maaaring gamitin upang init ang singaw na umiikot sa turbine na konektado sa generator; ang naturang aparato ay magiging isang nuclear power plant.

5. Proteksiyon na screen.

Upang maiwasan ang mga nakakapinsalang epekto ng mga neutron na maaaring lumipad palabas ng reaktor, at maprotektahan ang iyong sarili mula sa gamma radiation na ibinubuga sa panahon ng reaksyon, kinakailangan ang maaasahang proteksyon. Kinakalkula ng mga siyentipiko na ang isang reaktor na may kapasidad na 100 libong kW ay naglalabas ng ganoong dami ng radioactive radiation na ang isang tao na matatagpuan sa layo na 100 m mula dito ay matatanggap sa loob ng 2 minuto. nakamamatay na dosis. Upang matiyak ang proteksyon ng mga tauhan na nagseserbisyo sa reaktor, ang dalawang metrong pader ay itinayo mula sa espesyal na kongkreto na may mga lead slab.

Ang unang reaktor ay itinayo noong Disyembre 1942 ng Italian Fermi. Sa pagtatapos ng 1955, mayroong mga 50 nuclear reactor sa mundo (USA -2 1, England - 4, Canada - 2, France - 2). Dapat itong idagdag na sa simula ng 1956 tungkol sa 50 higit pang mga reactor ang idinisenyo para sa mga layunin ng pananaliksik at pang-industriya (USA - 23, France - 4, England - 3, Canada - 1).

Ang mga uri ng mga reactor na ito ay lubhang magkakaibang, mula sa mabagal na neutron reactor na may mga graphite moderator at natural na uranium bilang panggatong hanggang sa mga fast neutron reactor na gumagamit ng uranium na pinayaman sa plutonium o uranium 233 na artipisyal na nakuha mula sa thorium bilang panggatong.

Bilang karagdagan sa dalawang magkasalungat na uri na ito, mayroong isang bilang ng mga reactor na naiiba sa bawat isa alinman sa komposisyon ng nuclear fuel, o sa uri ng moderator, o sa coolant.

Napakahalagang tandaan na, kahit na ang teoretikal na bahagi ng isyu ay pinag-aralan na ngayon ng mga espesyalista sa lahat ng mga bansa, sa praktikal na larangan, ang iba't ibang mga bansa ay hindi pa umabot sa parehong antas. Ang Estados Unidos at Russia ay nangunguna sa ibang mga bansa. Ito ay maaaring argued na ang hinaharap ng atomic enerhiya ay higit sa lahat ay nakasalalay sa pag-unlad ng teknolohiya.

may-akda Ivanov Igor Pierovich

Ang aparato ng LHC collider Ngayon ilang mga larawan. Ang collider ay isang nagbabanggaan na particle accelerator. Doon, bumibilis ang mga particle sa kahabaan ng dalawang singsing at nagbanggaan sa isa't isa. Ito ang pinakamalaking pang-eksperimentong pasilidad sa mundo, dahil ang haba ng singsing na ito - ang tunel -

Mula sa aklat na The Newest Book of Facts. Tomo 3 [Physics, chemistry and technology. Kasaysayan at arkeolohiya. Miscellaneous] may-akda Kondrashov Anatoly Pavlovich

Mula sa aklat na The Atomic Problem ni Ren Philip

Mula sa aklat 5b. kuryente at magnetismo may-akda Feynman Richard Phillips

Mula sa aklat ng may-akda

Kabanata VIII Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at mga kakayahan ng isang nuclear reactor I. Ang disenyo ng isang nuclear reactor Ang isang nuclear reactor ay binubuo ng sumusunod na limang pangunahing elemento: 1) nuclear fuel; 2) neutron moderator; 3) control system; 4) cooling system ; 5) proteksiyon

Mula sa aklat ng may-akda

Kabanata 11 INTERNAL DEVICE NG DIELECTRIC §1. Molecular dipoles§2. Electronic polarization §3. mga polar molecule; orientational polarization§4. Mga electric field sa mga voids ng isang dielectric §5. Dielectric na pare-pareho ng mga likido; Formula ni Clausius - Mossotti§6.

Ang Kahalagahan ng Nuclear Energy sa Modernong Mundo

Ang nuclear power ay gumawa ng isang malaking hakbang pasulong sa nakalipas na ilang dekada, na naging isa sa pinakamahalagang pinagmumulan ng kuryente para sa maraming mga bansa. Kasabay nito, dapat tandaan na sa likod ng pag-unlad ng sektor na ito ng pambansang ekonomiya ay ang napakalaking pagsisikap ng sampu-sampung libong mga siyentipiko, inhinyero at ordinaryong manggagawa na ginagawa ang lahat upang matiyak na ang "mapayapang atom" ay hindi lumiko. sa isang tunay na banta sa milyun-milyong tao. Ang tunay na core ng anumang nuclear power plant ay isang nuclear reactor.

Ang kasaysayan ng paglikha ng isang nuclear reactor

Ang unang naturang aparato ay itinayo sa kasagsagan ng World War II sa USA ng sikat na siyentipiko at inhinyero na si E. Fermi. Dahil sa hindi pangkaraniwang anyo nito, na kahawig ng isang stack ng mga graphite block na nakasalansan sa ibabaw ng bawat isa, ang nuclear reactor na ito ay tinawag na Chicago Stack. Kapansin-pansin na ang aparatong ito ay nagtrabaho sa uranium, na inilagay sa pagitan lamang ng mga bloke.

Paglikha ng isang nuclear reactor sa Unyong Sobyet

Sa ating bansa, mas nabigyang pansin din ang mga isyu sa nuklear. Sa kabila ng katotohanan na ang mga pangunahing pagsisikap ng mga siyentipiko ay nakatuon sa aplikasyon ng militar ng atom, aktibong ginamit nila ang mga resulta na nakuha para sa mapayapang layunin din. Ang unang nuclear reactor, na pinangalanang F-1, ay itinayo ng isang grupo ng mga siyentipiko na pinamumunuan ng sikat na physicist na si I. Kurchatov noong katapusan ng Disyembre 1946. Ang makabuluhang disbentaha nito ay ang kawalan ng anumang uri ng sistema ng paglamig, kaya ang kapangyarihan ng enerhiya na inilabas nito ay lubhang hindi gaanong mahalaga. Kasabay nito, natapos ng mga mananaliksik ng Sobyet ang trabaho na kanilang nasimulan, na nagresulta sa pagbubukas ng unang planta ng nuclear power sa mundo sa lungsod ng Obninsk pagkalipas lamang ng walong taon.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng reaktor

Ang nuclear reactor ay isang lubhang kumplikado at mapanganib na teknikal na aparato. Ang prinsipyo ng operasyon nito ay batay sa katotohanan na sa panahon ng pagkabulok ng uranium, maraming mga neutron ang pinakawalan, na, naman, ay nagpapatumba ng mga elementarya na particle mula sa mga kalapit na atomo ng uranium. Ang chain reaction na ito ay naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya sa anyo ng init at gamma ray. Kasabay nito, dapat isaalang-alang ng isa ang katotohanan na kung ang reaksyong ito ay hindi kontrolado sa anumang paraan, kung gayon ang fission ng uranium atoms sa pinakamaikling posibleng oras ay maaaring humantong sa isang malakas na pagsabog na may hindi kanais-nais na mga kahihinatnan.

Upang ang reaksyon ay magpatuloy sa loob ng isang mahigpit na tinukoy na balangkas, ang disenyo ng isang nuclear reactor ay napakahalaga. Sa kasalukuyan, ang bawat naturang istraktura ay isang uri ng boiler kung saan dumadaloy ang coolant. Karaniwang ginagamit ang tubig sa kapasidad na ito, ngunit may mga nuclear power plant na gumagamit ng likidong grapayt o mabigat na tubig. Ang isang modernong nuclear reactor ay hindi maiisip nang walang daan-daang espesyal na hexagonal cassette. Naglalaman ang mga ito ng mga elemento ng gasolina, sa pamamagitan ng mga channel kung saan dumadaloy ang mga coolant. Ang cassette na ito ay pinahiran ng isang espesyal na layer na maaaring magpakita ng mga neutron at sa gayon ay nagpapabagal sa chain reaction.

Nuclear reactor at proteksyon nito

Mayroon itong ilang antas ng proteksyon. Bilang karagdagan sa katawan mismo, ito ay natatakpan sa itaas na may espesyal na thermal insulation at biological na proteksyon. Mula sa pananaw ng engineering, ang istrakturang ito ay isang malakas na reinforced concrete bunker, ang mga pinto kung saan sarado nang mahigpit hangga't maaari.

Gayundin, kung kinakailangan, mabilis na palamig ang reaktor ay ginagamit isang balde ng tubig at yelo.

Elemento	Kapasidad ng init
	Cooling rod 10k(English 10k Coolant Cell)
	10 000
	Cooling rod 30k(Eng. 30K Coolant Cell)
	30 000
	Cooling rod 60k(eng. 60K Coolant Cell)
	60 000
	pulang kapasitor(English RSH-Condenser)
	19 999
	Sa pamamagitan ng paglalagay ng sobrang init na kapasitor sa crafting grid kasama ng redstone dust, maaari mong palitan ang supply ng init nito ng 10000 eT. Kaya, kailangan ng dalawang alikabok upang ganap na maibalik ang kapasitor.
	Lapis Capacitor(Ingles LZH-Condenser)
	99 999
	Ito ay replenished hindi lamang sa redstone (5000 eT), kundi pati na rin sa lapis lazuli para sa 40000 eT.

Nuclear reactor cooling (hanggang sa bersyon 1.106)

• Ang cooling rod ay maaaring mag-imbak ng 10,000 eT at lumalamig ng 1 eT bawat segundo.
• Ang reactor shell ay nag-iimbak din ng 10,000 eT, lumalamig bawat segundo na may 10% na pagkakataon na 1 eT (average na 0.1 eT). Sa pamamagitan ng mga thermoplate, ang mga elemento ng gasolina at mga heat spreader ay maaaring magpamahagi ng init sa mas malaking bilang ng mga elemento ng paglamig.
• Ang heat spreader ay nag-iimbak ng 10,000 eT at binabalanse rin ang mga antas ng init ng mga kalapit na elemento, ngunit muling namamahagi ng hindi hihigit sa 6 na eT/s sa bawat isa. Ibinabahagi rin nito ang init sa case, hanggang 25 eT/s.
• Passive cooling.

• Ang bawat bloke ng hangin na nakapalibot sa reaktor sa isang 3x3x3 na lugar sa paligid ng nuclear reactor ay nagpapalamig sa katawan ng barko ng 0.25 eT/s, at ang bawat bloke ng tubig ay lumalamig ng 1 eT/s.
• Bilang karagdagan, ang reaktor mismo ay pinalamig ng 1 eT/s, salamat sa panloob na sistema ng bentilasyon.
• Ang bawat karagdagang silid ng reactor ay na-ventilate din at pinapalamig ang katawan ng barko ng isa pang 2 eT/s.
• Ngunit kung mayroong mga bloke ng lava (mga mapagkukunan o alon) sa 3x3x3 zone, pagkatapos ay binabawasan nila ang paglamig ng katawan ng barko ng 3 eT/s. At ang pagsunog ng apoy sa parehong lugar ay binabawasan ang paglamig ng 0.5 eT/s.

Kung negatibo ang kabuuang paglamig, magiging zero ang paglamig. Ibig sabihin, hindi lalamig ang reactor vessel. Maaaring kalkulahin na ang maximum na passive cooling ay: 1+6*2+20*1 = 33 eT/s.

• Pang-emergency na paglamig (hanggang sa bersyon 1.106).

Bilang karagdagan sa mga conventional cooling system, may mga "emergency" cooler na maaaring gamitin para sa emergency na paglamig ng reactor (kahit na may mataas na paglabas ng init):

• Ang isang balde ng tubig na inilagay sa core ay nagpapalamig sa daluyan ng nuclear reactor ng 250 eT kung ito ay pinainit ng hindi bababa sa 4,000 eT.
• Pinalamig ng yelo ang katawan ng 300 eT kung pinainit ito ng hindi bababa sa 300 eT.

Pag-uuri ng mga nuclear reactor

Ang mga nuclear reactor ay may sariling klasipikasyon: MK1, MK2, MK3, MK4 at MK5. Ang mga uri ay natutukoy sa pamamagitan ng pagpapalabas ng init at enerhiya, pati na rin ang ilang iba pang aspeto. Ang MK1 ay ang pinakaligtas, ngunit bumubuo ng pinakamaliit na enerhiya. Ang MK5 ay bumubuo ng pinakamaraming enerhiya sa pinakamataas na posibilidad ng pagsabog.

MK1

Ang pinakaligtas na uri ng reaktor, na hindi umiinit sa lahat, at sa parehong oras ay gumagawa ng hindi bababa sa enerhiya. Ito ay nahahati sa dalawang subtype: MK1A - isa na sumusunod sa mga kondisyon ng klase anuman ang kapaligiran at MK1B - isa na nangangailangan ng passive cooling upang makasunod sa mga pamantayan ng klase 1.

MK2

Ang pinakamainam na uri ng reaktor, na, kapag gumagana nang buong lakas, ay hindi umiinit ng higit sa 8500 eT bawat cycle (ang oras kung saan ang elemento ng gasolina ay may oras upang ganap na mag-discharge o 10,000 segundo). Kaya, ito ang pinakamainam na heat/energy trade-off. Para sa mga ganitong uri ng reactor, mayroon ding hiwalay na klasipikasyon MK2x, kung saan ang x ay ang bilang ng mga cycle na gagana ang reactor nang walang kritikal na overheating. Ang numero ay maaaring mula 1 (isang cycle) hanggang E (16 cycle o higit pa). Ang MK2-E ay ang benchmark sa lahat ng mga nuclear reactor, dahil ito ay halos walang hanggan. (Iyon ay, bago matapos ang ika-16 na cycle, ang reactor ay magkakaroon ng oras upang lumamig hanggang 0 eT)

MK3

Isang reaktor na maaaring tumakbo ng hindi bababa sa 1/10th ng isang buong cycle nang walang pagsingaw ng tubig/pagtunaw ng bloke. Mas malakas kaysa sa MK1 at MK2, ngunit nangangailangan ng karagdagang pangangasiwa, dahil pagkatapos ng ilang oras ang temperatura ay maaaring umabot sa isang kritikal na antas.

MK4

Isang reactor na maaaring gumana ng hindi bababa sa 1/10th ng isang buong cycle nang walang pagsabog. Ang pinakamakapangyarihan sa mga uri ng pagpapatakbo ng Nuclear Reactors, na nangangailangan ng higit na atensyon. Nangangailangan ng patuloy na pangangasiwa. Sa unang pagkakataon, nag-publish ito ng humigit-kumulang mula 200,000 hanggang 1,000,000 EU.

MK5

Ang mga nukleyar na reaktor ng ika-5 klase ay hindi gumagana, pangunahing ginagamit upang patunayan ang katotohanan na sila ay sumabog. Bagama't posibleng gumawa ng workable reactor ng klaseng ito, gayunpaman, walang saysay dito.

Karagdagang pag-uuri

Kahit na ang mga reactor ay mayroon nang kasing dami ng 5 mga klase, ang mga reactor ay minsan ay nahahati sa ilang mas minor, ngunit mahalagang mga subclass ng uri ng paglamig, kahusayan at produktibidad.

Pagpapalamig

-SUC(pang-isahang gamit na mga coolant - isang paggamit ng mga elemento ng paglamig)

• bago ang bersyon 1.106, ang pagmamarka na ito ay nagsasaad ng emergency na paglamig ng reaktor (gamit ang mga balde ng tubig o yelo). Karaniwan, ang mga naturang reactor ay bihirang ginagamit o hindi ginagamit, dahil sa katotohanan na ang reactor ay maaaring hindi gumana nang napakatagal nang walang pangangasiwa. Ito ay karaniwang ginagamit para sa Mk3 o Mk4.
• pagkatapos ng bersyon 1.106, lumitaw ang mga thermal capacitor. Ang -SUC subclass ngayon ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng mga thermal capacitor sa circuit. Ang kanilang kapasidad ng init ay maaaring mabilis na maibalik, ngunit sa parehong oras kailangan mong gumastos ng pulang alikabok o lapis lazuli.

Kahusayan

Ang kahusayan ay ang average na bilang ng mga pulso na ginawa ng mga fuel rod. Sa halos pagsasalita, ito ang halaga ng milyun-milyong enerhiya na natanggap bilang resulta ng pagpapatakbo ng reaktor, na hinati sa bilang ng mga elemento ng gasolina. Ngunit sa kaso ng mga enrichment circuit, ang bahagi ng mga pulso ay ginugol sa pagpapayaman, at sa kasong ito ang kahusayan ay hindi lubos na tumutugma sa natanggap na enerhiya at magiging mas mataas.

Ang twin at quad fuel rod ay may mas mataas na base efficiency kumpara sa mga single. Sa pamamagitan ng kanilang sarili, ang mga solong fuel rod ay gumagawa ng isang salpok, doble - dalawa, apat na beses - tatlo. Kung ang isa sa apat na katabing mga cell ay naglalaman ng isa pang elemento ng gasolina, isang naubos na elemento ng gasolina o isang neutron reflector, kung gayon ang bilang ng mga pulso ay tataas ng isa, iyon ay, sa maximum na 4 pa. Mula sa nabanggit, nagiging malinaw na ang kahusayan hindi maaaring mas mababa sa 1 o higit sa 7.

Pagmamarka	Ibig sabihin kahusayan
EE	=1
ED	>1 at<2
EU	≥2 at<3
EB	≥3 at<4
EA	≥4 at<5
EA+	≥5 at<6
EA++	≥6 at<7
EA*	=7

Iba pang mga subclass

Minsan maaari kang makakita ng mga karagdagang titik, pagdadaglat, o iba pang mga simbolo sa mga diagram ng reactor. Bagama't ang mga simbolo na ito ay ginagamit (halimbawa, ang -SUC subclass ay hindi opisyal na nakarehistro dati), ang mga ito ay hindi masyadong sikat. Samakatuwid, maaari mong tawagan ang iyong reaktor ng hindi bababa sa Mk9000-2 EA ^ dzhigurda, ngunit ang ganitong uri ng reaktor ay hindi mauunawaan at maituturing na biro.

Konstruksyon ng reaktor

Alam nating lahat na umiinit ang reactor at maaaring biglang may sumabog. At kailangan nating i-off ito at i-on. Ang sumusunod ay kung paano mo mapoprotektahan ang iyong tahanan, gayundin kung paano sulitin ang isang reactor na hindi kailanman sasabog. Sa kasong ito, dapat ay nakapaghatid ka na ng 6 na silid ng reaktor.

Tingnan ang reaktor na may mga silid. Nuclear reactor sa loob.

1. Palibutan ang reactor ng reinforced stone (5x5x5)
2. Gumawa ng passive cooling, iyon ay, punan ang buong reactor ng tubig. Ibuhos ito mula sa itaas, dahil ang tubig ay dadaloy pababa. Gamit ang gayong pamamaraan, ang reaktor ay lalamigin ng 33 eT bawat segundo.
3. Gawin ang maximum na dami ng enerhiya na nabuo gamit ang mga cooling rod, atbp. Mag-ingat, dahil kung kahit 1 heat spreader ay hindi nailagay nang tama, maaaring mangyari ang sakuna! (Ipinapakita ang scheme para sa bersyon bago ang 1.106)
4. Upang ang aming MFE ay hindi sumabog mula sa mataas na boltahe, naglalagay kami ng isang transpormer, tulad ng sa larawan.

Reaktor Mk-V EB

Alam ng maraming tao na ang mga update ay nagdadala ng mga pagbabago. Ang isa sa mga update na ito ay nagpakilala ng mga bagong fuel rod - double at quad. Ang diagram sa itaas ay hindi akma sa mga fuel rod na ito. Nasa ibaba ang isang detalyadong paglalarawan ng paggawa ng isang medyo mapanganib, ngunit epektibong reaktor. Para magawa ito, kailangan ng IndustrialCraft 2 ng Nuclear Control. Pinuno ng reactor na ito ang MFSU at MFE sa halos 30 minutong real time. Sa kasamaang palad, ito ay isang MK4 class reactor. Ngunit natupad niya ang kanyang gawain sa pamamagitan ng pag-init ng hanggang 6500 eT. Inirerekomenda na ilagay ang 6500 sa sensor ng temperatura at ikonekta ang isang alarma at isang emergency shutdown system sa sensor. Kung ang alarma ay sumigaw ng higit sa dalawang minuto, pagkatapos ay mas mahusay na patayin ang reaktor nang manu-mano. Ang gusali ay pareho sa itaas. Ang lokasyon lamang ng mga bahagi ang nabago.

Output power: 360 EU/t

Kabuuang EU: 72,000,000 EU

Oras ng pagbuo: 10 min. 26 seg.

Oras ng pag-reload: Imposible

Mga maximum na cycle: 6.26% cycle

Kabuuang Oras: Hindi kailanman

Ang pinakamahalagang bagay sa naturang reactor ay huwag hayaan itong sumabog!

Mk-II-E-SUC Breeder EA+ reactor na may lean fuel enrichment capability

Isang medyo mahusay ngunit mahal na uri ng reaktor. Gumagawa ito ng 720,000 eT kada minuto at ang mga capacitor ay uminit ng 27/100, samakatuwid, nang hindi pinapalamig ang mga capacitor, ang reactor ay makatiis ng 3 minutong mga cycle, at ang ika-4 ay halos tiyak na sasabog ito. Posibleng mag-install ng mga naubos na fuel rod para sa pagpapayaman. Inirerekomenda na ikonekta ang reaktor sa isang timer at ilakip ang reaktor sa isang "sarcophagus" na gawa sa reinforced na bato. Dahil sa mataas na boltahe ng output (600 EU/t), kinakailangan ang mga high voltage na wire at isang HV transformer.

Output power: 600 EU/t

Kabuuang EU: 120,000,000 EU

Oras ng pagbuo: Buong ikot

Reactor Mk-I EB

Ang mga elemento ay hindi uminit sa lahat, gumagana ang 6 na quadruple fuel rods.

Output power: 360 EU/t

Kabuuang EU: 72,000,000 EU

Oras ng pagbuo: Buong ikot

Oras ng pag-recharge: Hindi kinakailangan

Pinakamataas na Ikot: Walang-hanggan

Kabuuang oras: 2 oras 46 minuto 40 seg.

Reactor Mk-I EA++

Mababang kapangyarihan, ngunit matipid sa hilaw na materyales at murang itayo. Nangangailangan ng neutron reflectors.

Output power: 60 EU/t

Kabuuang EU: 12,000,000 EU

Oras ng pagbuo: Buong ikot

Oras ng pag-recharge: Hindi kinakailangan

Pinakamataas na Ikot: Walang-hanggan

Kabuuang oras: 2 oras 46 minuto 40 seg.

Reactor Mk-I EA*

Katamtamang kapangyarihan ngunit medyo mura at kasing episyente hangga't maaari. Nangangailangan ng neutron reflectors.

Output power: 140 EU/t

Kabuuang EU: 28,000,000 EU

Oras ng pagbuo: Buong ikot

Oras ng pag-recharge: Hindi kinakailangan

Pinakamataas na Ikot: Walang-hanggan

Kabuuang oras: 2 oras 46 minuto 40 seg.

Reactor Mk-II-E-SUC Breeder EA+, uranium enrichment

Compact at mura upang bumuo ng uranium enricher. Ang ligtas na oras ng operasyon ay 2 minuto 20 segundo, pagkatapos nito inirerekomenda na ayusin ang mga lapis lazuli capacitor (pag-aayos ng isa - 2 lapis lazuli + 1 redstone), dahil kung saan kailangan mong patuloy na subaybayan ang reaktor. Gayundin, dahil sa hindi pantay na pagpapayaman, ang mataas na pinayaman na mga tungkod ay inirerekomenda na palitan ng mga mahinang pinayaman. Kasabay nito, maaari itong mag-isyu ng 48,000,000 EU bawat cycle.

Output power: 240 EU/t

Kabuuang EU: 48,000,000 EU

Oras ng pagbuo: Buong ikot

Oras ng pag-recharge: Hindi kinakailangan

Pinakamataas na Ikot: Walang-hanggan

Kabuuang oras: 2 oras 46 minuto 40 seg.

Reaktor Mk-I EC

"Kuwarto" na reaktor. Ito ay may mababang kapangyarihan, ngunit ito ay napakamura at ganap na ligtas - ang lahat ng pangangasiwa ng reaktor ay bumababa sa pagpapalit ng mga rod, dahil ang paglamig sa pamamagitan ng bentilasyon ay lumampas sa pagbuo ng init ng 2 beses. Pinakamainam na ilagay ito malapit sa MFE / MFSU at itakda ang mga ito upang maglabas ng redstone signal kapag bahagyang na-charge (Emit kung bahagyang napuno), kaya awtomatikong pupunuin ng reactor ang tindahan ng enerhiya at mag-off kapag puno na ito. Ang paggawa ng lahat ng mga sangkap ay mangangailangan ng 292 tanso, 102 bakal, 24 ginto, 8 redstone, 7 goma, 7 lata, 2 yunit ng magaan na alikabok at lapis lazuli, at 6 na yunit ng uranium ore. Nagbibigay ito ng 16 milyong EU bawat cycle.

Output power: 80 EU/t

Kabuuang EU: 32,000,000 EU

Oras ng pagbuo: Buong ikot

Oras ng pag-recharge: Hindi kinakailangan

Pinakamataas na Ikot: Walang-hanggan

Kabuuang oras: mga 5 oras 33 minuto 00 seg.

Timer ng reaktor

Ang MK3 at MK4 class reactors ay gumagawa ng maraming kapangyarihan sa loob ng maikling panahon, ngunit sila ay may posibilidad na sumabog nang hindi nag-iingat. Ngunit sa tulong ng isang timer, maaari mong gawin kahit na ang mga pabagu-bagong reactor na ito na gumana nang walang kritikal na overheating at payagan kang umalis, halimbawa, upang maghukay ng buhangin para sa iyong cactus farm. Narito ang tatlong halimbawa ng mga timer:

• Timer mula sa dispenser, kahoy na pindutan at mga arrow (Larawan 1). Ang pinaputok na arrow ay isang entity na may habang-buhay na 1 minuto. Kapag ikinonekta ang isang kahoy na butones na may arrow na nakadikit dito sa reaktor, gagana ito nang ~ 1 min. 1.5 seg. Pinakamainam na buksan ang access sa kahoy na pindutan, pagkatapos ay posible na agarang ihinto ang reaktor. Kasabay nito, ang pagkonsumo ng mga arrow ay bumababa, dahil kapag ang dispenser ay konektado sa isa pang pindutan, maliban sa isang kahoy, pagkatapos ng pagpindot sa dispenser, ang dispenser ay nagpaputok ng 3 arrow nang sabay-sabay dahil sa maraming signal.
• Wooden pressure plate timer (Larawan 2). Ang kahoy na pressure plate ay tumutugon kung ang isang bagay ay nahulog dito. Ang mga nahulog na item ay may "haba ng buhay" na 5 minuto (maaaring may mga deviation ang SMP dahil sa ping), at kung ikinonekta mo ang plate sa reactor, gagana ito ng ~ 5 minuto. 1 seg. Kapag gumagawa ng maraming timer, maaari mong ilagay ang timer na ito sa unang lugar sa chain upang hindi maglagay ng dispenser. Pagkatapos ang buong chain ng mga timer ay ma-trigger ng player na maghagis ng isang item sa pressure plate.
• Repeater timer (Larawan 3). Ang isang repeater timer ay maaaring gamitin upang i-fine-tune ang pagkaantala ng reactor, ngunit ito ay napakahirap at nangangailangan ng maraming mapagkukunan upang lumikha ng kahit isang maliit na pagkaantala. Ang timer mismo ay isang linya ng suporta sa signal (10.6). Tulad ng nakikita mo, tumatagal ito ng maraming espasyo, at para sa pagkaantala ng signal na 1.2 segundo. kasing dami ng 7 repeater ang kailangan (21

  Passive cooling (hanggang sa bersyon 1.106)

  Ang base cooling ng reactor mismo ay 1. Susunod, ang 3x3x3 area sa paligid ng reactor ay sinusuri. Ang bawat silid ng reactor ay nagdaragdag ng 2 sa paglamig. Ang bloke ng tubig (pinagmulan o daloy) ay nagdaragdag ng 1. Ang bloke ng Lava (pinagmulan o daloy) ay bumababa ng 3. Ang mga bloke ng hangin at apoy ay binibilang nang hiwalay. Nakadagdag sila sa ginaw (bilang ng mga bloke ng hangin-2×bilang ng mga bloke ng apoy)/4(kung ang resulta ng dibisyon ay hindi isang integer, ang fractional na bahagi ay itatapon). Kung ang kabuuang paglamig ay mas mababa sa 0, kung gayon ito ay itinuturing na katumbas ng 0.
  Ibig sabihin, hindi pwedeng uminit ang reactor vessel dahil sa external factors. Sa pinakamasamang kaso, hindi lang ito papalamigin ng passive cooling.

  Temperatura

  Sa mataas na temperatura, ang reaktor ay nagsisimulang maapektuhan ang kapaligiran. Ang epektong ito ay depende sa heating factor. Heating Coefficient=Kasalukuyang RPV Temperature/Maximum Temperature, saan Pinakamataas na temperatura ng reaktor=10000+1000*bilang ng mga silid ng reaktor+100*bilang ng mga thermoplate sa loob ng reaktor.
  Kung ang heating factor ay:

  • <0,4 - никаких последствий нет.
  • >=0.4 - may pagkakataon 1.5×(heating coefficient-0.4) na pipiliin ang isang random na bloke sa zone 5×5×5, at kung ito ay lumabas na isang nasusunog na bloke, tulad ng mga dahon, anumang bloke ng kahoy, lana, o kama, ito ay masusunog.
  Iyon ay, na may heating coefficient na 0.4, ang mga pagkakataon ay zero, na may 0.67 ito ay magiging 100% na mas mataas. Iyon ay, na may heating coefficient na 0.85, ang pagkakataon ay magiging 4 × (0.85-0.7) = 0.6 (60%), at may 0.95 at mas mataas, ang pagkakataon ay magiging 4 × (95-70) = 1 (100 % ). Depende sa uri ng block, ang mga sumusunod ay mangyayari:
  • kung ito ay isang sentral na bloke (ang reaktor mismo) o isang bedrock block, pagkatapos ay walang epekto.
  • Ang mga bloke ng bato (kabilang ang mga hakbang at ore), mga bloke ng bakal (kabilang ang mga bloke ng reaktor), lava, lupa, luad ay gagawing lava flow.
  • kung ito ay isang air block, ito ay magtatangka na magsimula ng apoy sa lugar nito (kung walang solidong bloke sa malapit, walang apoy ang magbubunga).
  • ang natitirang mga bloke (kabilang ang tubig) ay sumingaw, at sa kanilang lugar ay magkakaroon din ng pagtatangka na magsindi ng apoy.
  • >=1 - Pagsabog! Ang base na lakas ng pagsabog ay 10. Ang bawat elemento ng gasolina sa reactor ay nagpapataas ng lakas ng pagsabog ng 3 mga yunit, at ang bawat reactor casing ay binabawasan ito ng isa. Gayundin, ang lakas ng pagsabog ay limitado sa maximum na 45 mga yunit. Sa mga tuntunin ng bilang ng mga bloke na nahuhulog, ang pagsabog na ito ay katulad ng isang nuclear bomb, 99% ng mga bloke pagkatapos ng pagsabog ay masisira, at ang pagbaba ay magiging 1% lamang.

  Pagkalkula ng heating o low-enriched fuel rod, pagkatapos ay ang reactor pressure vessel ay pinainit ng 1 eT.

• Kung ito ay isang balde ng tubig, at ang temperatura ng sisidlan ng reaktor ay higit sa 4000 eT, kung gayon ang sisidlan ay pinalamig ng 250 eT, at ang balde ng tubig ay pinapalitan ng isang walang laman na balde.
• Kung ito ay isang lava bucket, pagkatapos ay ang reactor vessel ay pinainit ng 2000 eT, at ang lava bucket ay pinapalitan ng isang walang laman na bucket.
• Kung ito ay isang bloke ng yelo, at ang temperatura ng katawan ng barko ay higit sa 300 eT, pagkatapos ang katawan ng barko ay pinalamig ng 300 eT, at ang dami ng yelo ay nababawasan ng 1. Iyon ay, ang buong stack ng yelo ay hindi sumingaw sa minsan.
• Kung ito ay isang tagapamahagi ng init, kung gayon ang sumusunod na pagkalkula ay isinasagawa:
  • 4 na kalapit na mga cell ang sinusuri, sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: kaliwa, kanan, itaas at ibaba.

Kung mayroon silang cooling capsule o reactor shell, pagkatapos ay kinakalkula ang balanse ng init. Balanse = (temperatura ng heat spreader - temperatura ng kalapit na elemento) / 2

1. Kung ang balanse ay higit sa 6, ito ay katumbas ng 6.
2. Kung ang kalapit na elemento ay isang pampalamig na kapsula, pagkatapos ay pinainit ito ng halaga ng kinakalkula na balanse.
3. Kung ito ay isang reactor shell, pagkatapos ay isang karagdagang pagkalkula ng paglipat ng init ay ginawa.

• Kung walang mga cooling capsule na malapit sa plato na ito, ang plato ay magpapainit sa halaga ng kinakalkula na balanse (ang init mula sa heat spreader ay hindi napupunta sa iba pang mga elemento sa pamamagitan ng thermoplate).
• Kung may mga nagpapalamig na kapsula, pagkatapos ay sinusuri kung ang balanse ng init ay nahahati sa kanilang numero nang walang bakas. Kung hindi ito nahahati, pagkatapos ay ang balanse ng init ay nadagdagan ng 1 eT, at ang plato ay pinalamig ng 1 eT hanggang sa ganap itong nahahati. Ngunit kung ang shell ng reactor ay pinalamig at ang balanse ay hindi ganap na nahahati, pagkatapos ito ay uminit, at ang balanse ay bumababa hanggang sa magsimula itong ganap na hatiin.
• At, nang naaayon, ang mga elementong ito ay pinainit sa isang temperatura na katumbas ng Balanse/dami.

1. Ito ay kinuha na modulo, at kung ito ay higit sa 6, kung gayon ito ay katumbas ng 6.
2. Ang heat spreader ay umiinit sa halaga ng balanse.
3. Ang kalapit na elemento ay pinalamig ng halaga ng balanse.

• Ang pagkalkula ng balanse ng init sa pagitan ng heat spreader at ng pabahay ay isinasagawa.

Balanse=(heat spreader temperature-case temperature+1)/2 (kung ang resulta ng paghahati ay hindi isang integer, ang fractional na bahagi ay itatapon)

• Kung positibo ang balanse, kung gayon:

1. Kung ang balanse ay higit sa 25, ito ay katumbas ng 25.
2. Ang heat spreader ay pinalamig ng halaga ng kinakalkula na balanse.
3. Ang sisidlan ng reactor ay pinainit ng halaga ng kinakalkula na balanse.

• Kung negatibo ang balanse, kung gayon:

1. Ito ay kinuha na modulo at kung ito ay lumabas na higit sa 25, kung gayon ito ay katumbas ng 25.
2. Ang heat spreader ay umiinit ayon sa halaga ng nakalkulang balanse.
3. Ang sisidlan ng reactor ay pinalamig ng halaga ng kinakalkula na balanse.

• Kung ito ay isang TVEL, at ang reactor ay hindi nalunod ng pulang signal ng alikabok, kung gayon ang mga sumusunod na kalkulasyon ay isinasagawa:

Ang bilang ng mga pulso na bumubuo ng enerhiya para sa isang ibinigay na pamalo ay binibilang. Bilang ng mga pulso=1+bilang ng mga katabing uranium rod. Ang mga kapitbahay ay ang mga nasa mga puwang sa kanan, kaliwa, itaas at ibaba. Ang dami ng enerhiya na nabuo ng baras ay kinakalkula. Dami ng enerhiya(EU/t)=10×Bilang ng mga pulso. EU/t - yunit ng enerhiya bawat cycle (1/20 ng isang segundo) Kung mayroong isang maubos na elemento ng gasolina sa tabi ng baras ng uranium, kung gayon ang bilang ng mga pulso ay tataas sa kanilang bilang. I.e Bilang ng mga pulso=1+bilang ng mga katabing uranium rods+bilang ng mga katabing naubos na fuel rod. Ang mga kalapit na naubos na elemento ng gasolina ay sinusuri din, at may ilang posibilidad na sila ay pinayaman ng dalawang yunit. Bukod dito, ang pagkakataon ng pagpapayaman ay nakasalalay sa temperatura ng kaso, at kung ang temperatura:

• mas mababa sa 3000 - 1/8 na pagkakataon (12.5%);
• mula 3000 at mas mababa sa 6000 - 1/4 (25%);
• mula 6000 at mas mababa sa 9000 - 1/2 (50%);
• 9000 o mas mataas - 1 (100%).

Kapag ang isang naubos na elemento ng gasolina ay umabot sa halaga ng pagpapayaman na 10,000 mga yunit, ito ay nagiging isang mababang-enriched na elemento ng gasolina. Mas malayo para sa bawat salpok kinakalkula ang pagbuo ng init. Iyon ay, ang pagkalkula ay isinasagawa nang maraming beses hangga't may mga pulso. Ang bilang ng mga elemento ng paglamig (mga cooling capsule, thermoplate at heat spreader) malapit sa uranium rod ay binibilang. Kung ang kanilang numero ay:

• 0? ang sisidlan ng reactor ay pinainit ng 10 eT.
• 1: Ang cooling element ay uminit ng 10 eT.
• 2: Ang mga elemento ng paglamig ay pinainit ng 4 eT bawat isa.
• 3: magpainit ng 2 eT bawat isa.
• 4: magpainit ng 1 eT bawat isa.

Bukod dito, kung mayroong mga thermoplate, sila ay muling mamamahagi ng enerhiya. Ngunit hindi tulad ng unang kaso, ang mga plato sa tabi ng uranium rod ay maaaring ipamahagi ang init sa parehong mga cooling capsule at sa mga sumusunod na thermoplate. At ang mga sumusunod na thermoplate ay maaari lamang magpamahagi ng init sa mga cooling rod. Binabawasan ng TVEL ang tibay nito ng 1 (sa una ay katumbas ito ng 10000), at kung umabot ito sa 0, masisira ito. Bukod pa rito, na may 1/3 na pagkakataon, kapag nasira, mag-iiwan ito ng naubos na TVEL.

Halimbawa ng pagkalkula

May mga programa na kinakalkula ang mga scheme na ito. Para sa mas maaasahang mga kalkulasyon at mas mahusay na pag-unawa sa proseso, sulit na gamitin ang mga ito.

Kunin halimbawa ang gayong pamamaraan na may tatlong uranium rods.

Ang mga numero ay nagpapahiwatig ng pagkakasunud-sunod ng pagkalkula ng mga elemento sa scheme na ito, at itatalaga namin ang mga elemento na may parehong mga numero upang hindi malito.

Halimbawa, kalkulahin natin ang pamamahagi ng init sa una at pangalawang segundo. Ipagpalagay namin na sa una ay walang pag-init ng mga elemento, ang passive cooling ay maximum (33 eT), at hindi namin isasaalang-alang ang paglamig ng mga thermoplate.

Unang hakbang.

• Ang temperatura ng sisidlan ng reactor ay 0 eT.
• 1 - Ang reactor shell (RP) ay hindi pa naiinitan.
• 2 - Ang cooling capsule (OxC) ay hindi pa pinainit, at wala nang paglamig sa hakbang na ito (0 eT).
• 3 - Maglalaan ang TVEL ng 8 eT (2 cycle ng 4 eT) sa 1st TP (0 eT), na magpapainit nito hanggang 8 eT, at sa 2nd OxC (0 eT), na magpapainit nito hanggang 8 eT .
• 4 - Ang OxC ay hindi pa pinainit, at wala nang paglamig sa hakbang na ito (0 eT).
• 5 - Ang heat spreader (TP), na hindi pa naiinitan, ay magbabalanse ng temperatura na may 2m OxC (8 eT). Papalamigin ito hanggang 4 eT at painitin ang sarili hanggang 4 eT.

Susunod, babalansehin ng 5th TR (4 eT) ang temperatura sa 10th OxC (0 eT). Painitin ito hanggang 2 eT, at palamigin ang sarili hanggang 2 eT. Susunod, ang ika-5 TR (2 eT) ay magbabalanse sa temperatura ng katawan (0 eT), na magbibigay ng 1 eT. Ang kaso ay iinit hanggang 1 eT at ang TR ay lalamig sa 1 eT.

• 6 - Maglalaan ang TVEL ng 12 eT (3 cycle ng 4 eT) sa 5th TR (1 eT), na magpapainit nito hanggang 13 eT, at sa 7th TP (0 eT), na magpapainit nito hanggang 12 eT .
• 7 - Ang TP ay pinainit na sa 12 eT at maaaring lumamig na may 10% na pagkakataon, ngunit hindi namin isinasaalang-alang ang pagkakataong lumamig dito.
• Balansehin ng 8 - TR (0 eT) ang temperatura sa ika-7 TP (12 eT), at kukuha ng 6 na eT mula rito. Ang 7th TP ay lalamig hanggang 6 eT, at ang 8th TP ay magpapainit hanggang 6 eT.

Dagdag pa, ang ika-8 TP (6 eT) ay magbabalanse ng temperatura sa ika-9 na OxC (0 eT). Bilang resulta, papainitin niya ito hanggang 3 eT, at magpapalamig siya hanggang 3 eT. Dagdag pa, ang ika-8 TR (3 eT) ay magbabalanse ng temperatura sa ika-4 na OxC (0 eT). Bilang resulta, papainitin niya ito hanggang 1 eT, at palamigin ang sarili hanggang 2 eT. Dagdag pa, ang ika-8 TR (2 eT) ay magbabalanse ng temperatura sa ika-12 na OxC (0 eT). Bilang resulta, papainitin niya ito hanggang 1 eT, at magpapalamig siya hanggang 1 eT. Susunod, ang 8th TR (1 eT) ay magbabalanse sa temperatura ng reactor pressure vessel (1 eT). Dahil walang pagkakaiba sa temperatura, walang nangyayari.

• 9 - Lalamig ang OxC (3 eT) hanggang 2 eT.
• 10 - Lalamig ang OxC (2 eT) hanggang 1 eT.
• 11 - Maglalaan ang TVEL ng 8 eT (2 cycle ng 4 eT) sa 10th OxC (1 eT), na magpapainit nito hanggang 9 eT, at sa 13th TP (0 eT), na magpapainit nito hanggang 8 eT .

Sa figure, ang mga pulang arrow ay nagpapakita ng pag-init mula sa uranium rods, asul na mga arrow - pagbabalanse ng init ng mga distributor ng init, dilaw - pamamahagi ng enerhiya sa daluyan ng presyon ng reaktor, kayumanggi - panghuling pag-init ng mga elemento sa hakbang na ito, asul - paglamig para sa paglamig ng mga kapsula. Ang mga numero sa kanang itaas na sulok ay nagpapakita ng panghuling pag-init, at para sa uranium rods - ang oras ng pagpapatakbo.

Panghuling pag-init pagkatapos ng unang hakbang:

• sisidlan ng reaktor - 1 uT
• 1TP - 8 eT
• 2OxS - 4 eT
• 40xS - 1 eT
• 5TR - 13 uT
• 7TP - 6 eT
• 8TR - 1 uT
• 9OxC - 2 eT
• 10OxS - 9 eT
• 12OxC - 0 eT
• 13TP - 8 eT

Pangalawang hakbang.

• Ang sisidlan ng reactor ay lalamig hanggang 0 eT.
• 1 - TP, hindi namin isinasaalang-alang ang paglamig.
• 2 - Lalamig ang OxC (4 eT) hanggang 3 eT.
• 3 - Maglalaan ang TVEL ng 8 eT (2 cycle ng 4 eT) sa 1st TP (8 eT), na magpapainit nito hanggang 16 eT, at sa 2nd OxC (3 eT), na magpapainit nito hanggang 11 eT .
• 4 - Lalamig ang OxC (1 eT) hanggang 0 eT.
• Balansehin ng 5 - TR (13 eT) ang temperatura na may 2m OxC (11 eT). Papainitin ito hanggang 12 eT, at palamigin ang sarili hanggang 12 eT.

Susunod, babalansehin ng 5th TR (12 eT) ang temperatura sa 10th OxC (9 eT). Papainitin ito hanggang 10 eT, at palamigin ang sarili hanggang 11 eT. Susunod, babalansehin ng 5th TR (11 eT) ang temperatura ng case (0 eT), na magbibigay dito ng 6 eT. Mag-iinit ang katawan ng barko hanggang 6 eT, at ang 5th TR ay lalamig hanggang 5 eT.

• 6 - Maglalaan ang TVEL ng 12 eT (3 cycle ng 4 eT) sa 5th TR (5 eT), na magpapainit nito hanggang 17 eT, at sa 7th TP (6 eT), na magpapainit nito hanggang 18 eT .
• 7 - TP (18 eT), hindi namin isinasaalang-alang ang paglamig.
• Balansehin ng 8 - TR (1 eT) ang temperatura ng ika-7 TP (18 eT) at kukuha ng 6 na eT mula rito. Ang 7th TP ay lalamig hanggang 12 eT, at ang 8th TP ay magpapainit hanggang 7 eT.

Dagdag pa, ang 8th TR (7 eT) ay magbabalanse ng temperatura sa 9th OxC (2 eT). Bilang resulta, papainitin niya ito hanggang 4 eT, at magpapalamig siya hanggang 5 eT. Dagdag pa, ang ika-8 TR (5 eT) ay magbabalanse ng temperatura sa ika-4 na OxC (0 eT). Bilang resulta, papainitin niya ito hanggang 2 eT, at magpapalamig siya hanggang 3 eT. Dagdag pa, ang ika-8 TR (3 eT) ay magbabalanse ng temperatura sa ika-12 na OxC (0 eT). Bilang resulta, papainitin niya ito hanggang 1 eT, at palamigin ang sarili hanggang 2 eT. Susunod, ang 8th TR (2 eT) ay magbabalanse sa temperatura ng reactor pressure vessel (6 eT), na kumukuha ng 2 eT mula dito. Ang katawan ng barko ay lalamig sa 4 eT, at ang 8th TR ay magpapainit hanggang 4 na eT.

• 9 - Lalamig ang OxC (4 eT) hanggang 3 eT.
• 10 - Lalamig ang OxC (10 eT) hanggang 9 eT.
• 11 - Maglalaan ang TVEL ng 8 eT (2 cycle ng 4 eT) sa 10th OxC (9 eT), na magpapainit nito hanggang 17 eT, at sa 13th TP (8 eT), na magpapainit nito hanggang 16 eT .
• 12 - Lalamig ang OxC (1 eT) hanggang 0 eT.
• 13 - TP (8 eT), hindi namin isinasaalang-alang ang paglamig.

Panghuling pag-init pagkatapos ng ikalawang hakbang:

• sisidlan ng reaktor - 4 uT
• 1TP - 16 eT
• 2OxS - 12 eT
• 40xS - 2 eT
• 5TR - 17 uT
• 7TP - 12 eT
• 8TR - 4 eT
• 9OxC - 3 eT
• 10OxS - 17 uT
• 12OxC - 0 eT
• 13TP - 16 eT