Bir nükleer reaktör neye benziyor? Okul Ansiklopedisi

Yirminci yüzyılın ortalarında, insanlığın dikkati atoma ve bilim adamlarının Manhattan Projesi kapsamında ilk nükleer bombaları icat ederek askeri amaçlarla kullanmaya karar verdikleri nükleer reaksiyonu açıklamalarına odaklandı. Ancak XX yüzyılın 50'lerinde SSCB'de bir nükleer reaktör barışçıl amaçlar için kullanıldı. 27 Haziran 1954'te dünyanın ilk 5000 kW kapasiteli nükleer santralinin insanlığın hizmetine girdiği bilinmektedir. Bugün bir nükleer reaktör, 4000 MW veya daha fazla, yani yarım yüzyıl öncesine göre 800 kat daha fazla elektrik üretebilir.

Nükleer reaktör nedir: ünitenin temel tanımı ve ana bileşenleri

Bir nükleer reaktör, kontrollü bir nükleer reaksiyonun doğru bakımı sonucunda enerjinin üretildiği özel bir ünitedir. "Atomik" kelimesinin "reaktör" kelimesiyle birlikte kullanılmasına izin verilir. Pek çoğu, aralarında temel bir fark bulamadığından, genellikle "nükleer" ve "atomik" kavramlarının eşanlamlı olduğunu düşünür. Ancak bilimin temsilcileri daha doğru bir kombinasyona eğilimlidir - "nükleer reaktör".

İlginç hakikat! Nükleer reaksiyonlar, enerjinin serbest bırakılması veya emilmesi ile devam edebilir.

Bir nükleer reaktörün cihazındaki ana bileşenler aşağıdaki unsurlardır:

• moderatör;
• Kontrol çubukları;
• Zenginleştirilmiş bir uranyum izotop karışımı içeren çubuklar;
• Radyasyona karşı özel koruyucu elemanlar;
• soğutucu;
• Buhar jeneratörü;
• türbin;
• Jeneratör;
• kapasitör;
• Nükleer yakıt.

Fizikçiler tarafından belirlenen bir nükleer reaktörün çalışmasının temel ilkeleri nelerdir ve neden sarsılmazlar?

Bir nükleer reaktörün çalışmasının temel prensibi, bir nükleer reaksiyonun tezahürünün özelliklerine dayanmaktadır. Standart bir fiziksel zincir nükleer işlemi anında, parçacık atom çekirdeği ile etkileşime girer ve sonuç olarak, çekirdek, bilim adamlarının gama kuantum olarak adlandırdığı ikincil parçacıkların salınmasıyla yenisine dönüşür. Bir nükleer zincir reaksiyonu sırasında, büyük miktarda termal enerji açığa çıkar. Zincirleme reaksiyonun gerçekleştiği alana reaktör çekirdeği denir.

İlginç hakikat! Aktif bölge, içinden soğutucu görevi gören sıradan suyun aktığı bir kazana benziyor.

Nötron kaybını önlemek için reaktör çekirdek alanı özel bir nötron reflektörü ile çevrilidir. Birincil görevi, yayılan nötronların çoğunu çekirdeğe reddetmektir. Reflektör genellikle moderatör olarak görev yapan aynı maddedir.

Bir nükleer reaktörün ana kontrolü, özel kontrol çubuklarının yardımıyla gerçekleşir. Bu çubukların reaktör çekirdeğine yerleştirildiği ve ünitenin çalışması için tüm koşulları oluşturduğu bilinmektedir. Tipik olarak, kontrol çubukları, bor ve kadmiyumun kimyasal bileşiklerinden yapılır. Bu unsurlar neden kullanılıyor? Evet, çünkü bor veya kadmiyum termal nötronları etkili bir şekilde emebilir. Ve fırlatma planlanır planlanmaz, bir nükleer reaktörün çalışma prensibine göre, çekirdeğe kontrol çubukları sokulur. Birincil görevleri, nötronların önemli bir bölümünü absorbe etmek ve böylece bir zincir reaksiyonunun gelişimini tetiklemektir. Sonuç istenen seviyeye ulaşmalıdır. Güç, ayarlanan seviyenin üzerine çıktığında, kontrol çubuklarını mutlaka reaktör çekirdeğinin derinliklerine daldıran otomatik makineler açılır.

Böylece, kontrol veya kontrol çubuklarının bir termal nükleer reaktörün çalışmasında önemli bir rol oynadığı açıkça ortaya çıkıyor.

Ve nötron sızıntısını azaltmak için, reaktör çekirdeği, önemli miktarda serbestçe yayılan nötronları çekirdeğe atan bir nötron reflektörü ile çevrilidir. Reflektör anlamında, genellikle moderatör için kullanılanla aynı madde kullanılır.

Standarda göre, moderatör maddenin atom çekirdeği nispeten küçük bir kütleye sahiptir, böylece hafif bir çekirdeğe çarptığında, zincirde bulunan nötron, ağır bir çekirdeğe çarptığından daha fazla enerji kaybeder. En yaygın moderatörler sıradan su veya grafittir.

İlginç hakikat! Nükleer reaksiyon sürecindeki nötronlar, son derece yüksek bir hareket hızı ile karakterize edilir ve bu nedenle nötronları enerjilerinin bir kısmını kaybetmeye iten bir moderatör gereklidir.

Amacı, reaktörün kalbinde üretilen enerjiyi ortadan kaldırmak olduğundan, dünyadaki tek bir reaktör, bir soğutucunun yardımı olmadan normal şekilde çalışamaz. Bir soğutucu olarak, nötronları absorbe edemedikleri için mutlaka sıvı veya gazlar kullanılır. Kompakt bir nükleer reaktör için bir soğutucu örneği verelim - su, karbon dioksit ve hatta bazen sıvı metalik sodyum.

Bu nedenle, bir nükleer reaktörün çalışma prensipleri tamamen zincirleme reaksiyon yasalarına, seyrine dayanmaktadır. Reaktörün tüm bileşenleri - moderatör, çubuklar, soğutucu, nükleer yakıt - görevlerini yerine getirerek reaktörün normal çalışmasına neden olur.

Nükleer reaktörler için hangi yakıt kullanılır ve neden tam olarak bu kimyasal elementler seçilir?

Reaktörlerdeki ana yakıt, uranyum izotopları, ayrıca plütonyum veya toryum olabilir.

1934'te, uranyum çekirdeğinin fisyon sürecini gözlemleyen F. Joliot-Curie, kimyasal bir reaksiyon sonucunda uranyum çekirdeğinin parçalara-çekirdeklere ve iki veya üç serbest nötrona bölündüğünü fark etti. Ve bu, serbest nötronların diğer uranyum çekirdeklerine katılıp başka bir fisyona neden olma olasılığının olduğu anlamına gelir. Ve böylece, zincirleme reaksiyonun öngördüğü gibi: üç uranyum çekirdeğinden altı ila dokuz nötron salınacak ve bunlar yeniden yeni oluşan çekirdeklere katılacaklar. Ve böylece sonsuza kadar.

Hatırlamak önemli! Nükleer fisyon sırasında ortaya çıkan nötronlar, kütle numarası 235 olan uranyum izotopunun çekirdeklerinin fisyonunu provoke edebilir ve kütle numarası 238 olan uranyum izotopunun çekirdeğini yok etmek için çok az enerji olabilir. çürüme sürecinde ortaya çıkar.

235 numaralı uranyum doğada nadirdir. Sadece %0,7'sini oluşturuyor, ancak doğal uranyum-238 daha geniş bir niş kaplıyor ve %99,3'ünü oluşturuyor.

Doğada bu kadar küçük bir uranyum-235 oranına rağmen, fizikçiler ve kimyagerler hala reddedemezler, çünkü bir nükleer reaktörün çalışması için en etkili olanıdır ve insanlık için enerji elde etme sürecinin maliyetini düşürür.

İlk nükleer reaktörler ne zaman ortaya çıktı ve bugün nerede kullanılıyorlar?

1919'da, Rutherford alfa parçacıklarının nitrojen atomlarının çekirdekleriyle çarpışmasının bir sonucu olarak hareketli protonların oluşum sürecini keşfedip tanımladığında fizikçiler zaten zafer kazanmışlardı. Bu keşif, bir alfa parçacığıyla çarpışmanın bir sonucu olarak nitrojen izotopunun çekirdeğinin bir oksijen izotopunun çekirdeğine dönüştüğü anlamına geliyordu.

İlk nükleer reaktörler ortaya çıkmadan önce, dünya bir nükleer reaksiyonun tüm önemli yönleriyle ilgilenen birkaç yeni fizik kanunu öğrendi. Böylece, 1934'te F. Joliot-Curie, H. Halban, L. Kovarsky ilk kez topluma ve dünya bilim adamları çemberine nükleer reaksiyonların olasılığına dayanan teorik bir varsayım ve kanıt sundu. Tüm deneyler, uranyum çekirdeğinin fisyonunun gözlemlenmesiyle ilgiliydi.

1939'da E. Fermi, I. Joliot-Curie, O. Hahn, O. Frisch, nötronlarla bombardımanları sırasında uranyum çekirdeklerinin fisyon reaksiyonunu izledi. Araştırma sırasında bilim adamları, bir hızlandırılmış nötronun uranyum çekirdeğine girdiğinde, mevcut çekirdeğin iki veya üç parçaya bölündüğünü bulmuşlardır.

Zincirleme reaksiyon, 20. yüzyılın ortalarında pratik olarak kanıtlandı. 1939'da bilim adamları, bir uranyum çekirdeğinin fisyonunun yaklaşık 200 MeV enerji açığa çıkardığını kanıtlamayı başardılar. Ancak, fragman çekirdeklerinin kinetik enerjisine yaklaşık 165 MeV tahsis edilir ve geri kalanı onunla birlikte gama kuantasını taşır. Bu keşif kuantum fiziğinde bir atılım yaptı.

E. Fermi, çalışmalarını ve araştırmalarını birkaç yıl daha sürdürür ve 1942'de Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk nükleer reaktörü başlatır. Yerleştirilen projeye - "Chicago odun yığını" adı verildi ve raylara yerleştirildi. 5 Eylül 1945'te Kanada, ZEEP nükleer reaktörünü başlattı. Avrupa kıtası geride kalmıyor ve aynı zamanda F-1 kurulumu yapılıyordu. Ve Ruslar için unutulmaz bir tarih daha var - 25 Aralık 1946'da Moskova'da I. Kurchatov önderliğinde bir reaktör başlatıldı. Bunlar en güçlü nükleer reaktörler değildi, ancak bu, atomun insan tarafından gelişiminin başlangıcıydı.

Barışçıl amaçlar için 1954'te SSCB'de bilimsel bir nükleer reaktör kuruldu. Nükleer santrale sahip dünyanın ilk barışçıl gemisi olan Lenin nükleer buzkıran, 1959'da Sovyetler Birliği'nde inşa edildi. Devletimizin bir başka başarısı da nükleer buz kırıcı Arktika. Bu yüzey gemisi dünyada ilk kez Kuzey Kutbu'na ulaştı. 1975'te oldu.

İlk taşınabilir nükleer reaktörler yavaş nötronlar üzerinde çalıştı.

Nükleer reaktörler nerede kullanılır ve insanlık hangi türleri kullanır?

• Endüstriyel reaktörler. Nükleer santrallerde enerji üretmek için kullanılırlar.
• Nükleer denizaltıların itici gücü olarak görev yapan nükleer reaktörler.
• Deneysel (taşınabilir, küçük) reaktörler. Onlar olmadan, tek bir modern bilimsel deneyim veya araştırma gerçekleşmez.

Bugün bilim dünyası, nüfusa yüksek kaliteli içme suyu sağlamak için deniz suyunu özel reaktörler yardımıyla tuzdan arındırmayı öğrendi. Rusya'da çalışan çok sayıda nükleer reaktör var. Yani, istatistiklere göre, 2018 itibariyle eyalette yaklaşık 37 blok faaliyet gösteriyor.

Ve sınıflandırmaya göre, aşağıdaki gibi olabilirler:

• Araştırma (tarihi). Bunlar, plütonyum üretimi için deneysel bir alan olarak oluşturulan F-1 istasyonunu içerir. IV Kurchatov, F-1'de çalıştı, ilk fiziksel reaktörü denetledi.
• Araştırma (aktif).
• Cephanelik. Reaktörün bir örneği olarak - soğutmalı ilk reaktör olarak tarihe geçen A-1. Bir nükleer reaktörün geçmiş gücü küçük ama işlevseldir.
• Enerji.
• Gemi. Gemilerde ve denizaltılarda ihtiyaç ve teknik fizibilite gereği su soğutmalı veya sıvı metal reaktörlerin kullanıldığı bilinmektedir.
• Uzay. Örnek olarak, ek bir miktarda enerji çıkarılması gerektiğinde devreye giren ve güneş panelleri ve izotop kaynakları yardımıyla elde edilmesi gerekecek olan uzay aracı üzerindeki kurulumuna "Yenisey" diyelim.

Bu nedenle, nükleer reaktörler konusu oldukça geniştir, bu nedenle kuantum fiziği yasalarının derinlemesine incelenmesini ve anlaşılmasını gerektirir. Ancak nükleer reaktörlerin enerji endüstrisi ve devlet ekonomisi için önemi, şüphesiz, bir fayda ve fayda havası ile çoktan körüklendi.

Cihaz ve çalışma prensibi

Güç serbest bırakma mekanizması

Bir maddenin dönüşümüne, yalnızca maddenin bir enerji rezervine sahip olması durumunda serbest enerjinin salınması eşlik eder. İkincisi, maddenin mikropartiküllerinin, geçişin mevcut olduğu başka bir olası durumdan daha büyük bir dinlenme enerjisine sahip bir durumda olduğu anlamına gelir. Spontan geçiş her zaman bir enerji bariyeri tarafından engellenir, üstesinden gelmek için mikropartikülün dışarıdan bir miktar enerji alması gerekir - uyarma enerjisi. Ekzoenerjetik reaksiyon, uyarımı takip eden dönüşümde, süreci harekete geçirmek için gerekenden daha fazla enerjinin serbest bırakılması gerçeğinden oluşur. Enerji bariyerini aşmanın iki yolu vardır: ya çarpışan parçacıkların kinetik enerjisinden ya da yaklaşan parçacığın bağlanma enerjisinden dolayı.

Enerji salınımının makroskopik ölçeklerini akılda tutarsak, o zaman reaksiyonların uyarılması için gerekli kinetik enerji, maddenin parçacıklarının tümüne veya ilk başta en azından bir kısmına sahip olmalıdır. Bu, yalnızca ortamın sıcaklığının, termal hareket enerjisinin, sürecin gidişatını sınırlayan enerji eşiğinin değerine yaklaştığı bir değere yükseltilmesiyle sağlanabilir. Moleküler dönüşümler, yani kimyasal reaksiyonlar durumunda, bu tür bir artış genellikle yüzlerce kelvin iken, nükleer reaksiyonlar durumunda, çarpışan çekirdeklerin Coulomb bariyerlerinin çok yüksek yüksekliğinden dolayı en az 107'dir. Nükleer reaksiyonların termal uyarımı, pratikte yalnızca Coulomb bariyerlerinin minimum olduğu (termonükleer füzyon) en hafif çekirdeklerin sentezinde gerçekleştirilmiştir.

Birleşen parçacıkların uyarması, büyük bir kinetik enerji gerektirmez ve bu nedenle, çekici kuvvetlerin parçacıklarının doğasında bulunan kullanılmayan bağlar nedeniyle meydana geldiğinden, ortamın sıcaklığına bağlı değildir. Ancak diğer yandan, reaksiyonları harekete geçirmek için parçacıkların kendileri gereklidir. Ve yine aklımızda ayrı bir reaksiyon eylemi değil, makroskobik ölçekte enerji üretimi varsa, o zaman bu ancak bir zincirleme reaksiyon meydana geldiğinde mümkündür. Sonuncusu, reaksiyonu harekete geçiren partiküller, ekzoenerjetik bir reaksiyonun ürünleri olarak yeniden ortaya çıktığında ortaya çıkar.

Tasarım

Herhangi bir nükleer reaktör aşağıdaki parçalardan oluşur:

• Nükleer yakıtlı ve moderatörlü çekirdek;
• Çekirdeği çevreleyen nötron reflektörü;
• Acil durum koruması da dahil olmak üzere zincirleme reaksiyon düzenleme sistemi;
• Radyasyon koruması;
• Uzaktan kumanda sistemi.

Fiziksel çalışma prensipleri

Ayrıca ana makalelere bakın:

Bir nükleer reaktörün mevcut durumu, etkin nötron çarpma faktörü ile karakterize edilebilir. k veya reaktivite ρ , aşağıdaki ilişki ile ilişkilidir:

Bu değerler aşağıdaki değerlerle karakterize edilir:

• k> 1 - zincirleme reaksiyon zamanla artar, reaktör süper kritik durum, tepkiselliği ρ > 0;
• k < 1 - реакция затухает, реактор - kritik altı, ρ < 0;
• k = 1, ρ = 0 - nükleer fisyon sayısı sabittir, reaktör kararlıdır kritik koşul.

Nükleer reaktör kritiklik durumu:

Çarpım faktörünün birliğe dönüştürülmesi, nötronların çarpımları ile kayıplarının dengelenmesiyle sağlanır. Aslında kayıpların iki nedeni vardır: bölünme olmadan yakalama ve nötronların üreme ortamının dışına sızması.

Açıkçası, 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.

Termal reaktörler için k 0, "4 faktör formülü" ile belirlenebilir:

• η, iki absorpsiyon başına nötron verimidir.

Modern güç reaktörlerinin hacimleri yüzlerce m³'e ulaşabilir ve esas olarak kritiklik koşullarına göre değil, ısı giderme olanaklarına göre belirlenir.

Kritik Hacim nükleer reaktör - kritik durumda reaktör çekirdeğinin hacmi. Kritik kitle kritik durumda olan reaktörün bölünebilir malzemesinin kütlesidir.

Su nötron reflektörlü saf bölünebilir izotopların tuzlarının sulu çözeltileriyle beslenen reaktörler en düşük kritik kütleye sahiptir. 235 U için bu kütle 0,8 kg, 239 Pu için 0,5 kg'dır. Bununla birlikte, berilyum oksit reflektörüne sahip LOPO reaktörü (dünyanın ilk zenginleştirilmiş uranyum reaktörü) için kritik kütlenin, 235 izotopundaki zenginleştirme derecesinin çok az olmasına rağmen 0,565 kg olduğu yaygın olarak bilinmektedir. %14'ten fazla. Teorik olarak, bu değerin sadece 10 g olduğu en küçük kritik kütleye sahiptir.

Nötron sızıntısını azaltmak için, çekirdeğe kısa silindir veya küp gibi küresel veya küresele yakın bir şekil verilir, çünkü bu şekiller en küçük yüzey alanı-hacim oranına sahiptir.

(e - 1) değerinin genellikle küçük olmasına rağmen, hızlı nötron çoğalmasının rolü oldukça büyüktür, çünkü büyük nükleer reaktörler (K ​​∞ - 1) için<< 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.

Bir zincirleme reaksiyonu başlatmak için, genellikle uranyum çekirdeklerinin kendiliğinden fisyonunda yeterli nötron üretilir. Reaktörü başlatmak için örneğin ve/veya diğer maddelerin bir karışımı gibi harici bir nötron kaynağı kullanmak da mümkündür.

iyot çukuru

İyot çukuru - kısa ömürlü ksenon izotopunun birikmesi ile karakterize edilen, kapatıldıktan sonra bir nükleer reaktörün durumu. Bu süreç, önemli negatif reaktivitenin geçici olarak ortaya çıkmasına neden olur ve bu da, reaktörü belirli bir süre (yaklaşık 1-2 gün) boyunca tasarım kapasitesine getirmeyi imkansız hale getirir.

sınıflandırma

Randevuyla

Nükleer reaktörlerin kullanımının doğasına göre ayrılır:

• Güç reaktörleri enerji sektöründe kullanılan elektrik ve termal enerjinin yanı sıra deniz suyunun tuzdan arındırılması için tasarlanmıştır (tuzdan arındırma reaktörleri de endüstriyel olarak sınıflandırılır). Bu tür reaktörler esas olarak nükleer santrallerde kullanıldı. Modern güç reaktörlerinin termal gücü 5 GW'a ulaşıyor. Ayrı bir grupta tahsis edin:
  • Taşıma reaktörleri araç motorlarına enerji sağlamak için tasarlanmıştır. En geniş uygulama grupları, denizaltılarda ve çeşitli su üstü gemilerinde kullanılan deniz ulaşım reaktörleri ile uzay teknolojisinde kullanılan reaktörlerdir.
• deneysel reaktörler değeri nükleer reaktörlerin tasarımı ve işletimi için gerekli olan çeşitli fiziksel miktarları incelemek için tasarlanmış; bu tür reaktörlerin gücü birkaç kW'ı geçmez.
• Araştırma reaktörleriçekirdekte oluşturulan nötron ve gama ışını akılarının nükleer fizik, katı hal fiziği, radyasyon kimyası, biyoloji alanındaki araştırmalar için, yoğun nötron akışlarında (parçalar dahil olmak üzere) çalışmaya yönelik malzemeleri test etmek için kullanıldığı nükleer reaktörler), izotop üretimi için. Araştırma reaktörlerinin gücü 100 MW'ı geçmiyor. Serbest bırakılan enerji genellikle kullanılmaz.
• Endüstriyel (silahlar, izotop) reaktörlerçeşitli alanlarda kullanılan izotopları üretmek için kullanılır. En yaygın olarak 239 Pu gibi nükleer silah sınıfı malzemelerin üretimi için kullanılır. Ayrıca endüstriyel deniz suyunu tuzdan arındırma için kullanılan reaktörleri içerir.

Genellikle reaktörler iki veya daha fazla farklı görevi çözmek için kullanılır, bu durumda bunlara reaktör adı verilir. çok amaçlı. Örneğin, bazı güç reaktörleri, özellikle nükleer enerjinin başlangıcında, esas olarak deneyler için tasarlandı. Hızlı nötron reaktörleri aynı anda hem güç hem de izotop üretebilir. Endüstriyel reaktörler, ana görevlerine ek olarak, genellikle elektrik ve termal enerji üretir.

nötron spektrumuna göre

• Termal (yavaş) nötron reaktörü ("termal reaktör")
• Hızlı nötron reaktörü ("hızlı reaktör")

Yakıt yerleşimine göre

• Yakıtın, aralarında bir moderatör bulunan bloklar şeklinde ayrı ayrı çekirdeğe yerleştirildiği heterojen reaktörler;
• Yakıt ve moderatörün homojen bir karışım olduğu homojen reaktörler (homojen sistem).

Heterojen bir reaktörde, yakıt ve moderatör birbirinden ayrı olabilir, özellikle bir boşluklu reaktörde moderatör-reflektör, boşluğu bir moderatör içermeyen yakıtla çevreler. Nükleer-fiziksel bir bakış açısından, homojenlik/heterojenlik kriteri tasarım değil, belirli bir moderatörde yakıt bloklarının nötron moderasyon uzunluğunu aşan bir mesafeye yerleştirilmesidir. Örneğin, "kapalı kafes" olarak adlandırılan reaktörler, yakıt genellikle içlerindeki moderatörden ayrılmış olmasına rağmen homojen olacak şekilde tasarlanmıştır.

Heterojen bir reaktördeki nükleer yakıt bloklarına, düzenli bir kafesin düğümlerinde çekirdeğe yerleştirilen yakıt düzenekleri (FA) denir. hücreler.

Yakıt türüne göre

• uranyum izotopları 235, 238, 233 ( 235 U , 238 U , 233 U)
• plütonyum izotop 239 (239 Pu), ayrıca 238 U (MOX yakıt) ile karışım olarak 239-242 Pu izotopları
• toryum izotop 232 (232 Th) (233 U'ya dönüştürme yoluyla)

Zenginleşme derecesine göre:

• doğal uranyum
• düşük zenginleştirilmiş uranyum
• yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum

Kimyasal bileşime göre:

• metal U
• UC (uranyum karbür), vb.

Soğutucu tipine göre

• Gaz, (bkz. Grafit-gaz reaktörü)
• D 2 O (ağır su, bkz. Ağır su nükleer reaktörü, CANDU)

Moderatör türüne göre

• C (grafit, bkz. Grafit-gaz reaktörü, Grafit-su reaktörü)
• H 2 O (su, bkz. Hafif su reaktörü, Basınçlı su reaktörü, VVER)
• D 2 O (ağır su, bkz. Ağır su nükleer reaktörü, CANDU)
• metal hidritler
• Moderatörsüz (hızlı nötron reaktörüne bakın)

Tasarım gereği

buhar üretim yöntemi

• Harici buhar jeneratörlü reaktör (Bkz. PWR, VVER)

IAEA sınıflandırması

• PWR (basınçlı su reaktörleri) - basınçlı su reaktörü (basınçlı su reaktörü);
• BWR (kaynar su reaktörü) - kaynar su reaktörü;
• FBR (hızlı üreme reaktörü) - hızlı üreme reaktörü;
• GCR (gaz soğutmalı reaktör) - gaz soğutmalı reaktör;
• LWGR (hafif su grafit reaktörü) - grafit-su reaktörü
• PHWR (basınçlı ağır su reaktörü) - ağır su reaktörü

Dünyada en yaygın olanı basınçlı su (yaklaşık %62) ve kaynar su (%20) reaktörleridir.

reaktör malzemeleri

Reaktörlerin yapıldığı malzemeler, nötronlar, y-kuanta ve fisyon parçaları alanında yüksek sıcaklıkta çalışır. Bu nedenle teknolojinin diğer dallarında kullanılan tüm malzemeler reaktör yapımı için uygun değildir. Reaktör malzemeleri seçilirken radyasyon direnci, kimyasal eylemsizlik, absorpsiyon kesiti ve diğer özellikleri dikkate alınır.

Malzemelerin radyasyon kararsızlığı yüksek sıcaklıklarda daha az etkilenir. Atomların hareketliliği o kadar büyük olur ki, kristal kafesten dışarı atılan atomların yerlerine geri dönme veya hidrojen ve oksijenin bir su molekülüne yeniden birleşme olasılığı belirgin şekilde artar. Bu nedenle, kaynamayan güç reaktörlerinde (örneğin, VVER) suyun radyolizi önemsizdir, oysa güçlü araştırma reaktörlerinde önemli miktarda patlayıcı karışım salınır. Reaktörlerin onu yakmak için özel sistemleri var.

Reaktör malzemeleri birbiriyle temas eder (soğutucu ve nükleer yakıtla kaplanmış bir yakıt elemanı, soğutucu ve moderatörlü yakıt kasetleri vb.). Doğal olarak, temas eden malzemeler kimyasal olarak inert (uyumlu) olmalıdır. Uyumsuzluğa bir örnek, kimyasal reaksiyona giren uranyum ve sıcak sudur.

Çoğu malzeme için, mukavemet özellikleri artan sıcaklıkla keskin bir şekilde bozulur. Güç reaktörlerinde yapısal malzemeler yüksek sıcaklıklarda çalışır. Bu, özellikle yüksek basınca dayanması gereken bir güç reaktörünün parçaları için yapısal malzeme seçimini sınırlar.

Nükleer yakıtın yanması ve çoğaltılması

Bir nükleer reaktörün çalışması sırasında, yakıtta fisyon parçalarının birikmesi nedeniyle izotopik ve kimyasal bileşimi değişir ve esas olarak izotoplar olmak üzere transuranyum elementleri oluşur. Fisyon parçalarının bir nükleer reaktörün reaktivitesi üzerindeki etkisine denir. zehirlenme(radyoaktif parçalar için) ve cüruf(kararlı izotoplar için).

Reaktörün zehirlenmesinin ana nedeni, en büyük nötron absorpsiyon kesitine (2.6 106 ahır) sahip olmasıdır. 135 Xe'nin yarı ömrü T 1/2 = 9.2 sa; bölünme verimi %6-7'dir. 135 Xe'nin ana kısmı bozunma sonucu oluşur ( T 1/2 = 6.8 saat). Zehirlenme durumunda Kef %1-3 oranında değişir. 135 Xe'nin büyük absorpsiyon kesiti ve ara izotop 135 I'in varlığı iki önemli olaya yol açar:

1. 135 Xe konsantrasyonunda bir artışa ve sonuç olarak, kısa süreli kapatmaları ve çıkış gücündeki dalgalanmaları imkansız kılan, kapatıldıktan veya güç azaltıldıktan sonra reaktörün reaktivitesinde bir azalma ("iyot çukuru"). Bu etkinin üstesinden, düzenleyici kurumlara bir reaktivite marjı getirilerek gelinir. İyot kuyusunun derinliği ve süresi, nötron akışına bağlıdır Ф: Ф = 5 10 18 nötron/(cm² sn), iyot kuyusunun süresi ˜ 30 saattir ve derinlik sabitten 2 kat daha fazladır. 135 Xe zehirlenmesinin neden olduğu Keff'teki durum değişikliği.
2. Zehirlenme nedeniyle, nötron akışının Ф ve dolayısıyla reaktör gücünün uzaysal-zamansal dalgalanmaları meydana gelebilir. Bu dalgalanmalar Ф > 10 18 nötron/(cm² sn) ve büyük reaktör boyutlarında meydana gelir. Salınım periyotları ˜ 10 h.

Nükleer fisyon, bir bölünebilir izotopun absorpsiyon enine kesitine kıyasla absorpsiyon kesitlerinde farklılık gösteren çok sayıda stabil fragmana yol açar. Büyük bir absorpsiyon enine kesiti olan parçaların konsantrasyonu, reaktör çalışmasının ilk birkaç günü sırasında doygunluğa ulaşır. Bunlar esas olarak farklı "yaşlara" sahip TVEL'lerdir.

Yakıtın tamamen değiştirilmesi durumunda, reaktörün telafi edilmesi gereken aşırı reaktivitesi vardır, ikinci durumda ise, tazminat sadece reaktörün ilk başlangıcında gereklidir. Sürekli yakıt ikmali, reaktörün reaktivitesi, bölünebilir izotopların ortalama konsantrasyonları tarafından belirlendiğinden, yanma derinliğini arttırmayı mümkün kılar.

Yüklenen yakıtın kütlesi, salınan enerjinin "ağırlığı" nedeniyle boşaltılanın kütlesini aşıyor. Reaktörün kapatılmasından sonra, önce esas olarak gecikmiş nötronlar tarafından fisyon ve daha sonra 1-2 dakika sonra fisyon parçalarının ve uranyum ötesi elementlerin β- ve γ-radyasyonu nedeniyle, yakıtta enerji salınmaya devam eder. Reaktör kapanmadan önce yeterince uzun süre çalıştıysa, kapatmadan 2 dakika sonra, enerji salınımı yaklaşık %3, 1 saat sonra - %1, bir gün sonra - %0,4, bir yıl sonra - ilk gücün %0,05'idir.

Bir nükleer reaktörde oluşan bölünebilir Pu izotoplarının sayısının yanmış 235 U miktarına oranına denir. dönüşüm oranı KK . KK değeri, azalan zenginleştirme ve yanma ile artar. Doğal uranyumla çalışan, 10 GW gün/t yanmalı bir ağır su reaktörü için K K = 0,55 ve küçük yanmalar için (bu durumda, K K olarak adlandırılır. ilk plütonyum katsayısı) KK = 0.8. Bir nükleer reaktör yanar ve aynı izotopları üretirse (üretici reaktör), üreme hızının yanma hızına oranına denir. üreme oranı KV. Termal reaktörlerde KV< 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 büyüyor ve a düşme.

nükleer reaktör kontrolü

Bir nükleer reaktörün kontrolü, ancak fisyon sırasında bazı nötronların birkaç milisaniyeden birkaç dakikaya kadar değişebilen bir gecikmeyle parçalardan dışarı uçması nedeniyle mümkündür.

Reaktörü kontrol etmek için, çekirdeğe yerleştirilen, nötronları (esas olarak ve bazılarını) güçlü bir şekilde emen malzemelerden ve / veya belirli bir konsantrasyonda soğutucuya eklenen bir borik asit çözeltisinden yapılmış emici çubuklar kullanılır (bor düzenlemesi) . Çubukların hareketi, nötron akışının otomatik kontrolü için operatörden veya ekipmandan gelen sinyaller üzerinde çalışan özel mekanizmalar, sürücüler tarafından kontrol edilir.

Her reaktörde çeşitli acil durumlarda, tüm emici çubukların çekirdeğe bırakılmasıyla gerçekleştirilen zincirleme reaksiyonun acil olarak sonlandırılması sağlanır - bir acil durum koruma sistemi.

artık ısı

Doğrudan nükleer güvenlikle ilgili önemli bir konu da bozunma ısısıdır. Bu, nükleer yakıtın belirli bir özelliğidir ve herhangi bir enerji kaynağı için ortak olan fisyon zincir reaksiyonu ve termal atalet sona erdikten sonra, reaktörde ısı salınımının uzun süre devam etmesi ve bu da teknik olarak karmaşık problemlerin sayısı.

Bozunma ısısı, reaktörün çalışması sırasında yakıtta biriken fisyon ürünlerinin β- ve γ-bozunmasının bir sonucudur. Fisyon ürünlerinin çekirdeği, bozunmanın bir sonucu olarak, önemli enerjinin salınmasıyla daha kararlı veya tamamen kararlı bir duruma geçer.

Bozunma ısısı salınım oranı hızla durağan değerlere göre küçük değerlere düşse de yüksek güçlü güç reaktörlerinde mutlak anlamda önemlidir. Bu nedenle, reaktör çekirdeği kapatıldıktan sonra bozunma ısısının salınması, reaktör çekirdeğinden ısının uzaklaştırılmasını sağlamak için uzun bir zaman gerektirir. Bu görev, reaktör tesisinin tasarımında güvenilir güç kaynağına sahip soğutma sistemlerinin varlığını gerektirir ve ayrıca kullanılmış nükleer yakıtın özel bir sıcaklık rejimine sahip depolama tesislerinde uzun süreli (3-4 yıl içinde) depolanmasını gerektirir - kullanılmış yakıt havuzları genellikle reaktörün yakın çevresinde bulunur.

Ayrıca bakınız

• Sovyetler Birliği'nde tasarlanan ve inşa edilen nükleer reaktörlerin listesi

Edebiyat

• Levin V.E. Nükleer fizik ve nükleer reaktörler. 4. baskı. - M.: Atomizdat, 1979.
• Shukolyukov A. Yu. “Uranüs. doğal nükleer reaktör "Kimya ve Yaşam" No. 6, 1980, s. 20-24

notlar

1. "ZEEP - Kanada'nın İlk Nükleer Reaktörü", Kanada Bilim ve Teknoloji Müzesi.
2. Greshilov A.A., Egupov N.D., Matushchenko A.M. Nükleer kalkan. - M.: Logolar, 2008. - 438 s. -

I. Bir nükleer reaktör tasarımı

Bir nükleer reaktör aşağıdaki beş ana unsurdan oluşur:

1) nükleer yakıt;

2) nötron moderatörü;

3) düzenleyici sistemler;

4) soğutma sistemleri;

5) koruyucu ekran.

1. Nükleer yakıt.

Nükleer yakıt bir enerji kaynağıdır. Şu anda üç tür bölünebilir malzeme bilinmektedir:

a) doğal uranyumda %0.7 veya 1/140 kısım olan uranyum 235;

6) bazı reaktörlerde doğal uranyum kütlesinin neredeyse tamamını (%99.3 veya 139/140 kısım) oluşturan uranyum 238 temelinde oluşturulan plütonyum 239.

Nötronları yakalayan uranyum 238'in çekirdekleri, Mendeleev'in periyodik sisteminin 93. elementi olan neptünyum çekirdeğine dönüşür; ikincisi, periyodik sistemin 94. elementi olan plütonyum çekirdeğine dönüşür. Plütonyum, ışınlanmış uranyumdan kimyasal yollarla kolayca çıkarılır ve nükleer yakıt olarak kullanılabilir;

c) Toryumdan elde edilen uranyumun yapay bir izotopu olan uranyum 233.

Doğal uranyumda bulunan uranyum 235'in aksine, plütonyum 239 ve uranyum 233 sadece yapay olarak üretilir. Bu nedenle ikincil nükleer yakıt olarak adlandırılırlar; uranyum 238 ve toryum 232 bu tür yakıtların kaynağıdır.

Bu nedenle, yukarıda listelenen tüm nükleer yakıt türleri arasında uranyum ana olanıdır. Bu, tüm ülkelerde uranyum yataklarının aranması ve araştırılmasının muazzam kapsamını açıklıyor.

Bir nükleer reaktörde salınan enerji bazen bir kimyasal yanma reaksiyonunda salınanla karşılaştırılır. Ancak aralarında temel bir fark vardır.

Uranyumun fisyon sürecinde elde edilen ısı miktarı, örneğin kömürün yakılmasıyla elde edilen ısı miktarından ölçülemeyecek kadar fazladır: Hacimce bir paket sigaraya eşit olan 1 kg uranyum 235 teorik olarak bu kadar enerji sağlayabilir. 2600 ton kömür olarak.

Ancak, uranyum-235'in tamamı doğal uranyumdan ayrılamayacağından, bu enerji olanakları tam olarak kullanılmamaktadır. Sonuç olarak, uranyum 235 ile zenginleştirilme derecesine bağlı olarak 1 kg uranyum, şu anda yaklaşık 10 ton kömüre eşdeğerdir. Ancak nükleer yakıt kullanımının ulaşımı kolaylaştırdığı ve dolayısıyla yakıt maliyetini önemli ölçüde azalttığı da dikkate alınmalıdır. İngiliz uzmanlar, uranyumu zenginleştirerek reaktörlerde alınan ısıyı 10 kat artırabileceklerini ve bunun 1 ton uranyumu 100.000 ton kömüre eşit olacağını hesapladılar.

Isının açığa çıkmasıyla ilerleyen nükleer fisyon süreci ile kimyasal yanma arasındaki ikinci fark, yanma reaksiyonunun oksijen gerektirmesi, zincirleme reaksiyonun uyarılmasının ise yalnızca birkaç nötron ve eşit miktarda nükleer yakıt gerektirmesidir. tanımını atom bombası bölümünde verdiğimiz kritik kütleye.

Ve son olarak, nükleer fisyonun görünmez sürecine, koruma sağlamak için gerekli olan aşırı derecede zararlı radyasyon emisyonu eşlik eder.

2. Nötron moderatörü.

Reaktörde bozunma ürünlerinin yayılmasını önlemek için nükleer yakıt özel kabuklara yerleştirilmelidir. Bu tür kabukların üretimi için alüminyum kullanılabilir (soğutucunun sıcaklığı 200 ° 'yi geçmemelidir) ve daha da iyisi, berilyum veya zirkonyum - saf haliyle hazırlanması büyük zorluklarla ilişkilendirilen yeni metaller.

Nükleer fisyon sürecinde oluşan nötronlar (ağır bir elementin bir çekirdeğinin fisyonunda ortalama 2-3 nötron) belirli bir enerjiye sahiptir. Diğer çekirdeklerin nötronları tarafından fisyon olasılığının en büyük olması için, bu olmadan reaksiyon kendi kendini sürdüremez, bu nötronların hızlarının bir kısmını kaybetmeleri gerekir. Bu, hızlı nötronların çok sayıda ardışık çarpışma sonucunda yavaş nötronlara dönüştürüldüğü reaktöre bir moderatör yerleştirilerek elde edilir. Moderatör olarak kullanılan maddenin kütlesi yaklaşık olarak nötronların kütlesine, yani hafif elementlerin çekirdeğine eşit bir kütleye sahip olması gerektiğinden, en başından itibaren moderatör olarak ağır su kullanılmıştır (D 2 0, burada D döteryumdur). , sıradan sudaki hafif hidrojenin yerini alan H 2 0). Ancak, şimdi giderek daha fazla grafit kullanmaya çalışıyorlar - daha ucuz ve neredeyse aynı etkiyi veriyor.

İsveç'te satın alınan bir ton ağır su 70-80 milyon franka mal oluyor. Atom Enerjisinin Barışçıl Kullanımlarına İlişkin Cenevre Konferansı'nda Amerikalılar, yakında ton başına 22 milyon frank fiyattan ağır su satabileceklerini açıkladılar.

Bir ton grafit 400.000 franka, bir ton berilyum oksit ise 20 milyon franka mal oluyor.

Moderatör olarak kullanılan malzeme, moderatörden geçerken nötron kaybını önlemek için saf olmalıdır. Çalışmanın sonunda, nötronların ortalama hızları yaklaşık 2200 m/sn iken, ilk hızları yaklaşık 20 bin km/sn idi. Reaktörlerde, ısı salınımı kademeli olarak gerçekleşir ve atom bombasının aksine, anında meydana gelir ve bir patlama karakterini alır.

Bazı hızlı nötron reaktörleri moderatör gerektirmez.

3. Düzenleyici sistem.

Bir kişi istediği zaman nükleer reaksiyona neden olabilmeli, düzenleyebilmeli ve durdurabilmelidir. Bu, nötronları emme kabiliyetine sahip malzemeler olan bor çeliği veya kadmiyumdan yapılmış kontrol çubukları kullanılarak elde edilir. Kontrol çubuklarının reaktöre indirildiği derinliğe bağlı olarak, çekirdekteki nötron sayısı artar veya azalır, bu da sonuçta süreci kontrol etmeyi mümkün kılar. Kontrol çubukları servo mekanizmalar tarafından otomatik olarak kontrol edilir; bu çubuklardan bazıları tehlike durumunda anında çekirdeğe düşebilir.

İlk başta, reaktörün patlamasının bir atom bombasının patlamasıyla aynı hasara neden olacağı korkusu dile getirildi. Bir reaktör patlamasının yalnızca olağan koşullardan farklı koşullar altında gerçekleştiğini ve nükleer santralin yakınında yaşayan nüfus için ciddi bir tehlike oluşturmadığını kanıtlamak için Amerikalılar kasıtlı olarak "kaynayan" bir reaktörü patlattı. Gerçekten de "klasik" olarak nitelendirebileceğimiz, yani nükleer olmayan bir patlama oldu; bu, nükleer reaktörlerin nüfuslu bölgelerin yakınında, nüfus için herhangi bir tehlike olmaksızın inşa edilebileceğini bir kez daha kanıtlıyor.

4. Soğutma sistemi.

Nükleer fisyon sürecinde, bozunma ürünlerine ve ortaya çıkan nötronlara aktarılan belirli bir enerji açığa çıkar. Bu enerji, sayısız nötron çarpışması sonucu termal enerjiye dönüştürülür, bu nedenle hızlı bir reaktör arızasını önlemek için ısının uzaklaştırılması gerekir. Radyoaktif izotop üretmek için tasarlanan reaktörlerde bu ısı kullanılmazken, enerji üretmek için tasarlanan reaktörlerde tam tersine ana ürün haline gelir. Soğutma, özel tüpler aracılığıyla reaktörde basınç altında dolaşan ve daha sonra bir ısı eşanjöründe soğutulan gaz veya su kullanılarak gerçekleştirilebilir. Açığa çıkan ısı, jeneratöre bağlı türbini döndüren buharı ısıtmak için kullanılabilir; böyle bir cihaz bir nükleer santral olurdu.

5. Koruyucu ekran.

Reaktörden uçabilecek nötronların zararlı etkilerinden kaçınmak ve reaksiyon sırasında yayılan gama radyasyonundan kendinizi korumak için güvenilir koruma gereklidir. Bilim adamları, 100 bin kW kapasiteli bir reaktörün, 100 m uzaklıkta bulunan bir kişinin 2 dakika içinde alacağı miktarda radyoaktif radyasyon yaydığını hesapladılar. öldürücü doz. Reaktöre hizmet veren personelin korunmasını sağlamak için, kurşun levhalı özel betondan iki metrelik duvarlar inşa edilmiştir.

İlk reaktör Aralık 1942'de İtalyan Fermi tarafından inşa edildi. 1955'in sonunda dünyada yaklaşık 50 nükleer reaktör vardı (ABD - 1, İngiltere - 4, Kanada - 2, Fransa - 2). Buna, 1956'nın başında araştırma ve endüstriyel amaçlar için yaklaşık 50 reaktörün daha tasarlandığını eklemek gerekir (ABD - 23, Fransa - 4, İngiltere - 3, Kanada - 1).

Bu reaktörlerin türleri, grafit moderatörlü yavaş nötron reaktörlerinden ve yakıt olarak doğal uranyumdan, yakıt olarak toryumdan yapay olarak elde edilen plütonyum veya uranyum 233 ile zenginleştirilmiş uranyum kullanan hızlı nötron reaktörlerine kadar çok çeşitlidir.

Bu iki karşıt tipe ek olarak, nükleer yakıtın bileşiminde veya moderatör tipinde veya soğutucuda birbirinden farklı bir dizi reaktör vardır.

Şunu belirtmekte fayda var ki, konunun teorik yönü artık tüm ülkelerdeki uzmanlar tarafından iyi çalışılsa da, pratik alanda farklı ülkeler henüz aynı seviyeye ulaşmamıştır. ABD ve Rusya diğer ülkelerin önünde. Atom enerjisinin geleceğinin esas olarak teknolojinin ilerlemesine bağlı olacağı tartışılabilir.

yazar İvanov İgor Pieroviç

LHC çarpıştırıcısının cihazı Şimdi bazı resimler. Çarpıştırıcı, çarpışan bir parçacık hızlandırıcıdır. Orada parçacıklar iki halka boyunca hızlanır ve birbirleriyle çarpışırlar. Bu, dünyanın en büyük deney tesisi, çünkü bu halkanın uzunluğu - tünel -

Kitaptan En Yeni Gerçekler Kitabı. Cilt 3 [Fizik, kimya ve teknoloji. Tarih ve arkeoloji. Çeşitli] yazar Kondrashov Anatoly Pavloviç

Atom Problemi kitabından Ren Philip tarafından

5b kitabından. elektrik ve manyetizma yazar Feynman Richard Phillips

Yazarın kitabından

Bölüm VIII Bir nükleer reaktörün çalışma prensibi ve yetenekleri I. Bir nükleer reaktörün tasarımı Bir nükleer reaktör aşağıdaki beş ana unsurdan oluşur: 1) nükleer yakıt; 2) nötron moderatörü; 3) kontrol sistemi; 4) soğutma sistemi ; 5) koruyucu

Yazarın kitabından

Bölüm 11 DİELEKTRİK DAHİLİ CİHAZI §1. Moleküler dipoller§2. Elektronik polarizasyon §3. polar moleküller; yönelimsel polarizasyon§4. Bir dielektrik §5'in boşluklarındaki elektrik alanları. Sıvıların dielektrik sabiti; Clausius formülü - Mossotti§6.

Modern Dünyada Nükleer Enerjinin Önemi

Nükleer enerji, son birkaç on yılda ileriye doğru büyük bir adım atarak birçok ülke için en önemli elektrik kaynaklarından biri haline geldi. Aynı zamanda, ulusal ekonominin bu sektörünün gelişmesinin arkasında, “barışçıl atomun” dönmemesi için her şeyi yapan on binlerce bilim adamı, mühendis ve sıradan işçinin muazzam çabalarının olduğu unutulmamalıdır. milyonlarca insan için gerçek bir tehdit haline geldi. Herhangi bir nükleer santralin gerçek çekirdeği bir nükleer reaktördür.

Bir nükleer reaktörün yaratılış tarihi

Bu tür ilk cihaz, ünlü bilim adamı ve mühendis E. Fermi tarafından ABD'de II. Dünya Savaşı'nın zirvesinde inşa edildi. Alışılmadık görünümü nedeniyle, üst üste yığılmış bir grafit blok yığınını andıran bu nükleer reaktöre Chicago Yığını adı verildi. Bu cihazın sadece blokların arasına yerleştirilmiş uranyum üzerinde çalıştığını belirtmekte fayda var.

Sovyetler Birliği'nde bir nükleer reaktörün oluşturulması

Ülkemizde nükleer konulara da daha fazla önem verildi. Bilim adamlarının asıl çabaları atomun askeri uygulaması üzerinde yoğunlaşmasına rağmen, elde edilen sonuçları barışçıl amaçlar için de aktif olarak kullandılar. F-1 kod adlı ilk nükleer reaktör, 1946 yılının Aralık ayı sonunda ünlü fizikçi I. Kurchatov liderliğindeki bir grup bilim insanı tarafından inşa edildi. Önemli dezavantajı, herhangi bir soğutma sisteminin olmamasıydı, bu nedenle serbest bıraktığı enerjinin gücü son derece önemsizdi. Aynı zamanda, Sovyet araştırmacıları başladıkları işi tamamladılar ve bu da sadece sekiz yıl sonra Obninsk şehrinde dünyanın ilk nükleer santralinin açılmasıyla sonuçlandı.

Reaktörün çalışma prensibi

Bir nükleer reaktör, son derece karmaşık ve tehlikeli bir teknik cihazdır. Çalışma prensibi, uranyumun bozunması sırasında, birkaç nötronun salınması gerçeğine dayanır ve bu da, komşu uranyum atomlarından temel parçacıkları vurur. Bu zincirleme reaksiyon, ısı ve gama ışınları şeklinde önemli miktarda enerji açığa çıkarır. Aynı zamanda, bu reaksiyon herhangi bir şekilde kontrol edilmezse, uranyum atomlarının mümkün olan en kısa sürede fisyonunun, istenmeyen sonuçlarla güçlü bir patlamaya yol açabileceği gerçeği dikkate alınmalıdır.

Reaksiyonun kesin olarak tanımlanmış bir çerçevede ilerleyebilmesi için bir nükleer reaktör tasarımı büyük önem taşımaktadır. Şu anda, bu tür yapıların her biri, içinden soğutucunun aktığı bir tür kazandır. Bu kapasitede genellikle su kullanılır, ancak sıvı grafit veya ağır su kullanan nükleer santraller vardır. Modern bir nükleer reaktör, yüzlerce özel altıgen kaset olmadan hayal edilemez. Soğutma sıvılarının aktığı kanallardan yakıt elemanları içerirler. Bu kaset, nötronları yansıtabilen ve böylece zincirleme reaksiyonu yavaşlatan özel bir tabaka ile kaplanmıştır.

Nükleer reaktör ve korunması

Birkaç koruma seviyesine sahiptir. Gövdenin yanı sıra üzeri özel ısı yalıtımı ve biyolojik koruma ile kaplanmıştır. Mühendislik açısından bakıldığında, bu yapı, kapıları mümkün olduğunca sıkı kapalı olan güçlü bir betonarme sığınaktır.

Ayrıca gerekirse reaktörün hızlı soğutulmasında kullanılır. bir kova su ve buz.

eleman	Isı kapasitesi
	Soğutma çubuğu 10k(İngilizce 10k Soğutma Sıvısı Hücresi)
	10 000
	Soğutma çubuğu 30k(İng. 30K Soğutucu Hücresi)
	30 000
	Soğutma çubuğu 60k(İng. 60K Soğutma Sıvısı Hücresi)
	60 000
	kırmızı kapasitör(İngilizce RSH-Kondenser)
	19 999
	Üretim ızgarasına redstone tozuyla birlikte aşırı ısınmış bir kapasitör yerleştirerek, ısı kaynağını 10000 eT'ye kadar doldurabilirsiniz. Bu nedenle, kondansatörü tamamen eski haline getirmek için iki toza ihtiyaç vardır.
	Lapis Kapasitör(İngilizce LZH-Kondenser)
	99 999
	Sadece redstone (5000 eT) ile değil, aynı zamanda 40000 eT için lapis lazuli ile de doldurulur.

Nükleer reaktör soğutma (1.106 sürümüne kadar)

• Soğutma çubuğu 10.000 eT depolayabilir ve saniyede 1 eT soğur.
• Reaktör kabuğu ayrıca 10.000 eT depolar, her saniyede %10 1 eT (ortalama 0.1 eT) şansıyla soğur. Termoplakalar sayesinde, yakıt elemanları ve ısı yayıcılar, ısıyı daha fazla sayıda soğutma elemanına dağıtabilir.
• Isı dağıtıcı 10.000 eT depolar ve ayrıca yakındaki elemanların ısı seviyelerini dengeler, ancak her birine 6 eT/s'den fazla yeniden dağıtmaz. Ayrıca 25 eT/s'ye kadar ısıyı kasaya yeniden dağıtır.
• Pasif soğutma.

• Nükleer reaktörün etrafındaki 3x3x3'lük bir alanda reaktörü çevreleyen her hava bloğu, gövdeyi 0.25 eT/sn soğutur ve her su bloğu 1 eT/sn soğutur.
• Ayrıca, dahili havalandırma sistemi sayesinde reaktörün kendisi 1 eT/s soğutulur.
• Her ilave reaktör odası da havalandırılır ve gövdeyi 2 eT/s daha soğutur.
• Ancak 3x3x3 bölgesinde lav blokları (kaynaklar veya akıntılar) varsa, bunlar gövdenin soğumasını 3 eT/s azaltır. Ve aynı alanda yanan ateş, soğumayı 0,5 eT/sn azaltır.

Toplam soğutma negatif ise, soğutma sıfır olacaktır. Yani reaktör kabı soğutulmayacaktır. Maksimum pasif soğutmanın: 1+6*2+20*1 = 33 eT/s olduğu hesaplanabilir.

• Acil soğutma (1.106 sürümüne kadar).

Konvansiyonel soğutma sistemlerine ek olarak, reaktörün acil soğutması için kullanılabilecek "acil durum" soğutucuları vardır (yüksek ısı salınımı olsa bile):

• Çekirdeğe yerleştirilen bir kova su, en az 4.000 eT ısıtılırsa nükleer reaktör kabını 250 eT soğutur.
• Buz, en az 300 eT ısıtılırsa vücudu 300 eT soğutur.

Nükleer reaktörlerin sınıflandırılması

Nükleer reaktörlerin kendi sınıflandırmaları vardır: MK1, MK2, MK3, MK4 ve MK5. Türler, ısı ve enerjinin serbest bırakılmasının yanı sıra diğer bazı yönlerle belirlenir. MK1 en güvenli olanıdır, ancak en az enerjiyi üretir. MK5, en yüksek patlama olasılığında en fazla enerjiyi üretir.

MK1

Hiç ısınmayan ve aynı zamanda en az enerji üreten en güvenli reaktör tipi. İki alt tipe ayrılmıştır: MK1A - ortamdan bağımsız olarak sınıf koşullarına uyan ve MK1B - sınıf 1 standartlarına uymak için pasif soğutma gerektiren.

MK2

Tam güçte çalışırken, çevrim başına 8500 eT'den fazla ısınmayan en uygun reaktör tipi (yakıt elemanının tamamen boşalması için gereken süre veya 10.000 saniye). Böylece, optimum ısı/enerji dengesidir. Bu tip reaktörler için ayrı bir MK2x sınıflandırması da vardır; burada x, reaktörün kritik aşırı ısınma olmadan çalışacağı döngü sayısıdır. Sayı 1 (bir döngü) ile E (16 döngü veya daha fazla) arasında olabilir. MK2-E, neredeyse sonsuz olduğu için tüm nükleer reaktörler arasında bir ölçüttür. (Yani, 16. döngünün bitiminden önce reaktörün 0 eT'ye soğuması için zamanı olacaktır)

MK3

Su buharlaşması/blok erimesi olmadan tam döngünün en az 1/10'unu çalıştırabilen bir reaktör. MK1 ve MK2'den daha güçlüdür, ancak ek denetim gerektirir, çünkü bir süre sonra sıcaklık kritik bir seviyeye ulaşabilir.

MK4

Patlama olmadan tam çevrimin en az 1/10'unu çalıştırabilen bir reaktör. En çok dikkat gerektiren, operasyonel nükleer reaktör türlerinin en güçlüsü. Sürekli denetim gerektirir. İlk kez yaklaşık 200.000 ila 1.000.000 AB arasında yayın yapmaktadır.

MK5

5. sınıf nükleer reaktörler çalışmaz, esas olarak patladıklarını kanıtlamak için kullanılır. Her ne kadar bu sınıfta çalışabilir bir reaktör yapmak mümkün olsa da, bunun bir anlamı yok.

Ek sınıflandırma

Reaktörler zaten 5 sınıfa sahip olsa da, reaktörler bazen soğutma tipi, verimlilik ve üretkenlik gibi birkaç küçük ama önemli alt sınıfa ayrılır.

Soğutma

-SUC(tek kullanımlık soğutma sıvıları - soğutma elemanlarının tek kullanımı)

• 1.106 sürümünden önce, bu işaret, reaktörün (su veya buz kovaları kullanılarak) acil olarak soğutulması anlamına geliyordu. Tipik olarak, bu tür reaktörler, reaktörün denetim olmaksızın çok uzun süre çalışmayabileceği gerçeğinden dolayı nadiren kullanılır veya hiç kullanılmaz. Bu yaygın olarak Mk3 veya Mk4 için kullanıldı.
• 1.106 sürümünden sonra termal kapasitörler ortaya çıktı. -SUC alt sınıfı artık devrede termal kapasitörlerin varlığını gösterir. Isı kapasiteleri hızla geri yüklenebilir, ancak aynı zamanda kırmızı toz veya lapis lazuli harcamanız gerekir.

Yeterlik

Verimlilik, yakıt çubukları tarafından üretilen ortalama darbe sayısıdır. Kabaca söylemek gerekirse, bu, reaktörün çalışması sonucunda alınan milyonlarca enerjinin yakıt elemanlarının sayısına bölünmesiyle elde edilen miktardır. Ancak zenginleştirme devrelerinde, darbelerin bir kısmı zenginleştirmeye harcanır ve bu durumda verimlilik alınan enerjiye tam olarak karşılık gelmez ve daha yüksek olacaktır.

İkiz ve dörtlü yakıt çubukları, teklilere kıyasla daha yüksek bir taban verimliliğine sahiptir. Tekli yakıt çubukları kendi başlarına bir dürtü, çift - iki, dörtlü - üç üretir. Dört bitişik hücreden biri başka bir yakıt elemanı, tükenmiş bir yakıt elemanı veya bir nötron reflektörü içeriyorsa, darbe sayısı bir, yani maksimum 4 artar. 1'den küçük 7'den büyük olamaz.

İşaretleme	Anlam yeterlik
EE	=1
ED	>1 ve<2
AB	≥2 ve<3
EB	≥3 ve<4
EA	≥4 ve<5
EA+	≥5 ve<6
EA++	≥6 ve<7
EA*	=7

Diğer alt sınıflar

Reaktör şemalarında bazen ek harfler, kısaltmalar veya başka semboller görebilirsiniz. Bu semboller kullanılsa da (örneğin, -SUC alt sınıfı daha önce resmi olarak kayıtlı değildi), çok popüler değiller. Bu nedenle, reaktörünüzü en az Mk9000-2 EA ^ dzhigurda olarak adlandırabilirsiniz, ancak bu tip reaktörler anlaşılmayacak ve şaka olarak kabul edilmeyecektir.

reaktör yapımı

Reaktörün ısındığını ve aniden patlama olabileceğini hepimiz biliyoruz. Ve kapatıp açmamız gerekiyor. Aşağıda, evinizi nasıl koruyabileceğiniz ve asla patlamayacak bir reaktörden en iyi şekilde nasıl yararlanabileceğiniz anlatılmaktadır. Bu durumda, zaten 6 reaktör odası teslim etmiş olmalısınız.

Reaktörün hazneli görünümü. İçinde nükleer reaktör.

1. Reaktörü güçlendirilmiş taşla (5x5x5) çevreleyin
2. Pasif soğutma yapın, yani tüm reaktörü suyla doldurun. Yukarıdan dökün, çünkü su aşağı akacaktır. Böyle bir şema kullanılarak, reaktör saniyede 33 eT soğutulacaktır.
3. Soğutma çubukları vb. ile maksimum miktarda enerji üretin. Dikkatli olun çünkü 1 ısı dağıtıcı bile yanlış yerleştirilirse felaket olabilir! (1.106'dan önceki sürüm için şema gösterilmiştir)
4. MFE'miz yüksek voltajdan patlamasın diye resimdeki gibi trafo koyuyoruz.

Reaktör Mk-V EB

Birçok kişi güncellemelerin değişiklikler getirdiğini bilir. Bu güncellemelerden biri yeni yakıt çubuklarını tanıttı - çift ve dörtlü. Yukarıdaki şema bu yakıt çubuklarına uymuyor. Aşağıda, oldukça tehlikeli ancak etkili bir reaktörün imalatının ayrıntılı bir açıklaması bulunmaktadır. Bunu yapmak için IndustrialCraft 2'nin Nükleer Kontrole ihtiyacı var. Bu reaktör, MFSU ve MFE'yi gerçek zamanlı olarak yaklaşık 30 dakikada doldurdu. Ne yazık ki, bu bir MK4 sınıfı reaktördür. Ancak görevini 6500 eT'ye kadar ısıtarak yerine getirdi. Sıcaklık sensörüne 6500 takılması ve sensöre bir alarm ve acil kapatma sistemi bağlanması önerilir. Alarm iki dakikadan fazla çalarsa, reaktörü manuel olarak kapatmak daha iyidir. Bina yukarıdaki ile aynı. Yalnızca bileşenlerin konumu değiştirildi.

Çıkış gücü: 360 EU/t

Toplam AB: 72.000.000 AB

Üretim süresi: 10 dk. 26 sn.

Yeniden yükleme süresi: İmkansız

Maksimum döngü: %6.26 döngü

Toplam Süre: Asla

Böyle bir reaktördeki en önemli şey patlamasına izin vermemektir!

Yalın yakıt zenginleştirme özelliğine sahip Mk-II-E-SUC Breeder EA+ reaktörü

Oldukça verimli ancak pahalı bir reaktör tipi. Dakikada 720.000 eT üretir ve kapasitörler 27/100 kadar ısınır, bu nedenle kapasitörleri soğutmadan reaktör 3 dakikalık döngülere dayanacak ve dördüncüsü neredeyse kesinlikle onu patlatacaktır. Zenginleştirme için tükenmiş yakıt çubukları takmak mümkündür. Reaktörün bir zamanlayıcıya bağlanması ve reaktörün güçlendirilmiş taştan yapılmış bir “lahit” içine alınması tavsiye edilir. Yüksek çıkış voltajı (600 EU/t) nedeniyle, yüksek voltaj kabloları ve bir HV trafosu gereklidir.

Çıkış gücü: 600 EU/t

Toplam AB: 120.000.000 AB

Üretim süresi: Tam döngü

Reaktör Mk-I EB

Elemanlar hiç ısınmıyor, 6 adet dörtlü yakıt çubuğu çalışıyor.

Çıkış gücü: 360 EU/t

Toplam AB: 72.000.000 AB

Üretim süresi: Tam döngü

Şarj süresi: Gerekli değil

Maksimum Döngü: Sonsuz

Toplam süre: 2 saat 46 dakika 40 saniye

Reaktör Mk-I EA++

Düşük güç, ancak hammadde açısından ekonomik ve inşa edilmesi ucuz. Nötron reflektörleri gerektirir.

Çıkış gücü: 60 EU/t

Toplam AB: 12.000.000 AB

Üretim süresi: Tam döngü

Şarj süresi: Gerekli değil

Maksimum Döngü: Sonsuz

Toplam süre: 2 saat 46 dakika 40 saniye

Reaktör Mk-I EA*

Orta güçte ancak nispeten ucuz ve mümkün olduğunca verimli. Nötron reflektörleri gerektirir.

Çıkış gücü: 140 EU/t

Toplam AB: 28.000.000 AB

Üretim süresi: Tam döngü

Şarj süresi: Gerekli değil

Maksimum Döngü: Sonsuz

Toplam süre: 2 saat 46 dakika 40 saniye

Reaktör Mk-II-E-SUC Breeder EA+, uranyum zenginleştirme

Uranyum zenginleştirici oluşturmak için kompakt ve ucuz. Güvenli çalışma süresi 2 dakika 20 saniyedir, bundan sonra lapis lazuli kapasitörlerini onarmanız önerilir (bir - 2 lapis lazuli + 1 redstone tamiri), çünkü reaktörü sürekli izlemeniz gerekecektir. Ayrıca, eşit olmayan zenginleştirme nedeniyle, yüksek oranda zenginleştirilmiş çubukların zayıf zenginleştirilmiş çubuklarla değiştirilmesi önerilir. Aynı zamanda, döngü başına 48.000.000 AB verebilir.

Çıkış gücü: 240 EU/t

Toplam AB: 48.000.000 AB

Üretim süresi: Tam döngü

Şarj süresi: Gerekli değil

Maksimum Döngü: Sonsuz

Toplam süre: 2 saat 46 dakika 40 saniye

Reaktör Mk-I EC

"Oda" reaktörü. Düşük bir güce sahiptir, ancak çok ucuz ve kesinlikle güvenlidir - reaktörün tüm denetimi çubukların değiştirilmesine bağlıdır, çünkü havalandırma ile soğutma ısı üretimini 2 kat aşmaktadır. Onu MFE / MFSU'ya yakın bir yere koymak ve kısmen şarj olduğunda bir redstone sinyali yayacak şekilde ayarlamak en iyisidir (Kısmen doluysa yayar), böylece reaktör enerji deposunu otomatik olarak dolduracak ve dolduğunda kapanacaktır. Tüm bileşenlerin işlenmesi 292 bakır, 102 demir, 24 altın, 8 kırmızı taş, 7 kauçuk, 7 kalay, 2 birim hafif toz ve lapis lazuli ve 6 birim uranyum cevheri gerektirecektir. Döngü başına 16 milyon EU verir.

Çıkış gücü: 80 EU/t

Toplam AB: 32.000.000 AB

Üretim süresi: Tam döngü

Şarj süresi: Gerekli değil

Maksimum Döngü: Sonsuz

Toplam süre: yaklaşık 5 saat 33 dakika 00 sn.

reaktör zamanlayıcı

MK3 ve MK4 sınıfı reaktörler kısa sürede çok fazla güç üretirler, ancak gözetimsiz patlamaya eğilimlidirler. Ancak bir zamanlayıcının yardımıyla, bu kaprisli reaktörleri bile kritik aşırı ısınma olmadan çalıştırabilir ve örneğin kaktüs çiftliğiniz için kum kazmak için ayrılmanıza izin verebilirsiniz. İşte üç zamanlayıcı örneği:

• Dispenserden zamanlayıcı, ahşap düğme ve oklar (Şekil 1). Ateşlenen ok, ömrü 1 dakika olan bir varlıktır. Reaktöre içine ok yapıştırılmış ahşap bir düğme takıldığında ~ 1 dk çalışacaktır. 1.5 sn. Ahşap düğmeye erişimi açmak en iyisi olacaktır, o zaman reaktörü acilen durdurmak mümkün olacaktır. Aynı zamanda, okların tüketimi azalır, çünkü dağıtıcı ahşap olan hariç başka bir düğmeye bağlandığında, dağıtıcıya bastıktan sonra, dağıtıcı çoklu sinyal nedeniyle aynı anda 3 ok atar.
• Ahşap baskı plakası zamanlayıcısı (Şekil 2). Ahşap baskı plakası, üzerine bir nesne düştüğünde tepki verir. Düşen eşyaların 5 dakikalık bir "ömrü" vardır (SMP'de ping nedeniyle sapmalar olabilir) ve plakayı reaktöre bağlarsanız ~ 5 dakika çalışacaktır. 1 saniye. Birçok timer oluştururken dispenser koymamak için bu timer'ı zincirde ilk sıraya koyabilirsiniz. Ardından, tüm zamanlayıcılar zinciri, oyuncunun baskı plakasına bir öğe fırlatmasıyla tetiklenir.
• Tekrarlayıcı zamanlayıcı (Şekil 3). Tekrarlayıcı zamanlayıcı, reaktörün gecikmesine ince ayar yapmak için kullanılabilir, ancak çok zahmetlidir ve küçük bir gecikme oluşturmak için bile çok fazla kaynak gerektirir. Zamanlayıcının kendisi bir sinyal destek hattıdır (10.6). Gördüğünüz gibi, çok fazla yer kaplıyor ve 1,2 saniyelik bir sinyal gecikmesi için. 7 adede kadar tekrarlayıcı gereklidir (21

  Pasif soğutma (1.106 sürümüne kadar)

  Reaktörün kendisinin taban soğutması 1'dir. Ardından, reaktörün etrafındaki 3x3x3 alanı kontrol edilir. Her reaktör odası soğutmaya 2 ekler Su (kaynak veya akım) bloğu 1 ekler Lav (kaynak veya akım) bloğu 3 azalır Hava ve ateş blokları ayrı ayrı sayılır. Soğuk algınlığına katkıda bulunurlar (hava blok sayısı-2×ateş blok sayısı)/4(bölmenin sonucu bir tamsayı değilse, kesirli kısım atılır). Toplam soğutma 0'dan küçükse, 0'a eşit kabul edilir.
  Yani reaktör kabı dış etkenlerden dolayı ısınamaz. En kötü durumda, pasif soğutma ile soğutulmayacaktır.

  Hava sıcaklığı

  Yüksek sıcaklıklarda reaktör çevreyi olumsuz etkilemeye başlar. Bu etki ısıtma faktörüne bağlıdır. Isıtma Katsayısı=Mevcut RPV Sıcaklığı/Maksimum Sıcaklık, nerede Maksimum reaktör sıcaklığı=10000+1000*reaktör odası sayısı+100*reaktör içindeki termoplaka sayısı.
  Isıtma faktörü ise:

  • <0,4 - никаких последствий нет.
  • >=0.4 - bir şans var 1.5×(ısıtma katsayısı-0.4) bölgedeki rastgele bir bloğun seçileceğini 5×5×5 ve yapraklar, herhangi bir tahta blok, yün veya yatak gibi yanıcı bir blok olduğu ortaya çıkarsa, yanacaktır.
  Yani, 0,4'lük bir ısıtma katsayısı ile şans sıfırdır, 0,67 ile %100 daha yüksek olacaktır. Yani, 0,85 ısıtma katsayısı ile şans 4 × (0,85-0,7) = 0,6 (%60) ve 0,95 ve üzeri ile şans 4 × (95-70) = 1 (%100) olacaktır. ). Blok türüne bağlı olarak aşağıdakiler gerçekleşir:
  • bir merkezi blok (reaktörün kendisi) veya bir ana kaya bloğu ise, hiçbir etkisi olmayacaktır.
  • taş bloklar (basamaklar ve cevher dahil), demir bloklar (reaktör blokları dahil), lav, toprak, kil lav akışına dönüştürülecektir.
  • eğer bir hava bloğu ise, yerine ateş yakmaya çalışır (yakınlarda sağlam bloklar yoksa, yangın çıkmaz).
  • kalan bloklar (su dahil) buharlaşacak ve onların yerine ateş yakma girişimi de olacak.
  • >=1 - Patlama! Temel patlama gücü 10'dur. Reaktördeki her yakıt elemanı, patlama gücünü 3 birim arttırır ve her reaktör kasası onu bir birim azaltır. Ayrıca patlama gücü maksimum 45 adet ile sınırlandırılmıştır. Düşen blok sayısı açısından, bu patlama bir nükleer bombaya benzer, patlamadan sonra blokların %99'u yok edilecek ve düşüş sadece %1 olacaktır.

  Isıtma veya düşük zenginleştirilmiş yakıt çubuğunun hesaplanması, daha sonra reaktör basınçlı kap 1 eT ile ısıtılır.

• Bu bir kova su ise ve reaktör kabının sıcaklığı 4000 eT'den fazlaysa, kap 250 eT ile soğutulur ve su kovası boş bir kova ile değiştirilir.
• Bir lav kovasıysa, reaktör kabı 2000 eT ısıtılır ve lav kovası boş bir kova ile değiştirilir.
• Bu bir buz bloğuysa ve gövdenin sıcaklığı 300 eT'nin üzerindeyse, gövde 300 eT soğutulur ve buz miktarı 1 azalır. Yani, buz yığınının tamamı buharlaşmayacaktır. bir Zamanlar.
• Bu bir ısı dağıtıcısıysa, aşağıdaki hesaplama yapılır:
  • 4 komşu hücre şu sırayla kontrol edilir: sol, sağ, üst ve alt.

Soğutma kapsülü veya reaktör kabuğu varsa, ısı dengesi hesaplanır. Denge = (ısı yayıcı sıcaklığı - komşu eleman sıcaklığı) / 2

1. Bakiye 6'dan büyükse, 6'ya eşittir.
2. Komşu eleman bir soğutma kapsülü ise, hesaplanan bakiyenin değeri kadar ısınır.
3. Bu bir reaktör kabuğu ise, ek bir ısı transferi hesaplaması yapılır.

• Bu plakanın yakınında soğutma kapsülleri yoksa, plaka hesaplanan denge değeri kadar ısınacaktır (ısı yayıcıdan gelen ısı, termoplaka aracılığıyla diğer elemanlara gitmez).
• Soğutma kapsülleri varsa, ısı dengesinin iz bırakmadan sayılarına bölünüp bölünmediği kontrol edilir. Bölünmezse, ısı dengesi 1 eT artar ve plaka tamamen bölünene kadar 1 eT soğutulur. Ancak reaktör kabuğu soğursa ve terazi tamamen bölünmezse, o zaman ısınır ve denge tamamen bölünmeye başlayana kadar azalır.
• Ve buna göre, bu elemanlar eşit bir sıcaklığa ısıtılır. Denge miktarı.

1. Modulo alınır ve 6'dan büyükse 6'ya eşittir.
2. Isı dağıtıcı denge değerine kadar ısıtır.
3. Komşu eleman denge değeri ile soğutulur.

• Isı yayıcı ile gövde arasındaki ısı dengesinin hesaplanması yapılır.

Denge=(ısı yayıcı sıcaklığı-kasa sıcaklığı+1)/2 (bölmenin sonucu bir tamsayı değilse, kesirli kısım atılır)

• Bakiye pozitifse, o zaman:

1. Bakiye 25'ten büyükse, 25'e eşittir.
2. Isı dağıtıcı hesaplanan terazinin değeri kadar soğutulur.
3. Reaktör kabı, hesaplanan terazinin değeri kadar ısıtılır.

• Bakiye negatifse, o zaman:

1. Modulo alınır ve 25'ten fazla çıkarsa 25'e eşittir.
2. Isı dağıtıcı hesaplanan terazinin değeri kadar ısınır.
3. Reaktör kabı, hesaplanan terazinin değeri kadar soğutulur.

• Bu bir TVEL ise ve reaktör kırmızı toz sinyali tarafından boğulmuyorsa, aşağıdaki hesaplamalar yapılır:

Belirli bir çubuk için enerji üreten darbelerin sayısı sayılır. Darbe sayısı=1+komşu uranyum çubuklarının sayısı. Komşular, sağdaki, soldaki, üstteki ve alttaki yuvalarda bulunanlardır.Çubuk tarafından üretilen enerji miktarı hesaplanır. Enerji miktarı(EU/t)=10×Puls sayısı. EU/t - çevrim başına enerji birimi (saniyenin 1/20'si) Uranyum çubuğunun yanında tükenmiş bir yakıt elemanı varsa, darbe sayısı sayıları kadar artar. yani Darbe sayısı=1+bitişik uranyum çubuklarının sayısı+bitişik tükenmiş yakıt çubuklarının sayısı. Bu komşu tükenmiş yakıt elemanları da kontrol edilir ve bir olasılıkla iki birim tarafından zenginleştirilirler. Ayrıca, zenginleştirme şansı, kasanın sıcaklığına ve eğer sıcaklık:

• 3000'den az - 1/8 şans (%12,5);
• 3000'den ve 6000'den az - 1/4 (%25);
• 6000'den 9000 - 1/2'den az (%50);
• 9000 veya üzeri - 1 (%100).

Tükenmiş bir yakıt elemanı 10.000 birim zenginleştirme değerine ulaştığında, düşük oranda zenginleştirilmiş bir yakıt elemanına dönüşür. daha uzak her dürtü içinısı üretimi hesaplanır. Yani, darbe sayısı kadar hesaplama yapılır. Uranyum çubuğunun yakınındaki soğutma elemanlarının (soğutma kapsülleri, termoplakalar ve ısı yayıcılar) sayısı sayılır. Numaraları ise:

• 0? reaktör kabı 10 eT ısıtılır.
• 1: Soğutma elemanı 10 eT kadar ısınır.
• 2: Soğutma elemanlarının her biri 4 eT ısıtılır.
• 3: her biri 2 eT ile ısıtın.
• 4: her biri 1 eT kadar ısıtın.

Ayrıca termoplakalar varsa, onlar da enerjiyi yeniden dağıtacaklar. Ancak ilk durumdan farklı olarak, uranyum çubuğunun yanındaki plakalar, ısıyı hem soğutma kapsüllerine hem de sonraki termo plakalara dağıtabilir. Ve aşağıdaki termo plakalar, ısıyı yalnızca soğutma çubuklarına daha fazla dağıtabilir. TVEL dayanıklılığını 1 azaltır (başlangıçta 10000'e eşittir) ve 0'a ulaşırsa yok edilir. Ek olarak, 1/3 şansla, yok edildiğinde geride yorgun bir TVEL bırakacaktır.

Hesaplama örneği

Bu şemaları hesaplayan programlar var. Daha güvenilir hesaplamalar ve sürecin daha iyi anlaşılması için bunları kullanmaya değer.

Örneğin, üç uranyum çubuklu böyle bir şemayı ele alalım.

Rakamlar bu şemadaki elemanların hesaplanma sırasını gösterir ve biz elemanları karıştırılmaması için aynı sayılarla belirleyeceğiz.

Örneğin birinci ve ikinci saniyedeki ısı dağılımını hesaplayalım. Başlangıçta elementlerin ısınmadığını, pasif soğutmanın maksimum (33 eT) olduğunu varsayacağız ve termoplakaların soğumasını dikkate almayacağız.

İlk adım.

• Reaktör kabının sıcaklığı 0 eT'dir.
• 1 - Reaktör kabuğu (RP) henüz ısıtılmamıştır.
• 2 - Soğutma kapsülü (OxC) henüz ısıtılmamıştır ve bu adımda (0 eT) daha fazla soğutma olmayacaktır.
• 3 - TVEL, onu 8 eT'ye kadar ısıtan 1. TP'ye (0 eT) ve onu 8 eT'ye kadar ısıtan 2. OxC'ye (0 eT) 8 eT'yi (4 eT'lik 2 döngü) tahsis edecektir. .
• 4 - OxC henüz ısıtılmamıştır ve bu adımda (0 eT) daha fazla soğutma olmayacaktır.
• 5 - Henüz ısıtılmamış olan ısı dağıtıcı (TP) sıcaklığı 2m OxC (8 eT) ile dengeleyecektir. 4 eT'ye kadar soğutur ve kendisini 4 eT'ye kadar ısıtır.

Ardından, 5. TR (4 eT) sıcaklığı 10. OxC (0 eT) değerinde dengeleyecektir. 2 eT'ye kadar ısıtır ve 2 eT'ye kadar kendini soğutur. Ardından, 5. TR (2 eT) vücut sıcaklığını (0 eT) dengeleyerek 1 eT verir. Kasa 1 eT'ye kadar ısınacak ve TR 1 eT'ye kadar soğuyacak.

• 6 - TVEL, onu 13 eT'ye kadar ısıtan 5. TR'ye (1 eT) ve 12 eT'ye kadar ısıtan 7. TP'ye (0 eT) 12 eT'yi (3 eT'lik 3 döngü) tahsis edecektir. .
• 7 - TP zaten 12 eT'ye ısıtılmış ve %10 şansla soğuyabilir, ancak burada soğuma şansını hesaba katmıyoruz.
• 8 - TR (0 eT), 7. TP'deki (12 eT) sıcaklığı dengeler ve bundan 6 eT alır. 7. TP, 6 eT'ye kadar soğuyacak ve 8. TP, 6 eT'ye kadar ısınacaktır.

Ayrıca, 8. TP (6 eT), 9. OxC (0 eT)'deki sıcaklığı dengeleyecektir. Sonuç olarak, 3 eT'ye kadar ısıtacak ve 3 eT'ye kadar soğuyacak. Ayrıca, 8. TR (3 eT), sıcaklığı 4. OxC'de (0 eT) dengeleyecektir. Sonuç olarak, onu 1 eT'ye kadar ısıtacak ve kendisini 2 eT'ye kadar soğutacaktır. Ayrıca, 8. TR (2 eT), sıcaklığı 12. OxC'de (0 eT) dengeleyecektir. Sonuç olarak, 1 eT'ye kadar ısıtacak ve 1 eT'ye kadar soğuyacak. Ardından, 8. TR (1 eT), reaktör basınç kabının (1 eT) sıcaklığını dengeleyecektir. Sıcaklık farkı olmadığı için hiçbir şey olmuyor.

• 9 - OxC (3 eT) 2 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 10 - OxC (2 eT) 1 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 11 - TVEL, onu 9 eT'ye kadar ısıtan 10. OxC'ye (1 eT) ve onu 8 eT'ye kadar ısıtan 13. TP'ye (0 eT) 8 eT (4 eT'lik 2 döngü) tahsis edecektir. .

Şekilde, kırmızı oklar uranyum çubuklarından ısıtmayı, mavi oklar - ısı dağıtıcıları tarafından ısı dengelemesini, sarı - reaktör basınçlı kabına enerji dağılımını, kahverengi - bu adımda elemanların son ısıtılmasını, mavi - soğutma kapsülleri için soğutmayı göstermektedir. Sağ üst köşedeki sayılar son ısıtmayı ve uranyum çubuklar için çalışma süresini gösterir.

İlk adımdan sonra son ısıtma:

• reaktör kabı - 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

İkinci adım.

• Reaktör kabı 0 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 1-TP, soğutmayı hesaba katmıyoruz.
• 2 - OxC (4 eT) 3 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 3 - TVEL, onu 16 eT'ye kadar ısıtan 1. TP'ye (8 eT) ve onu 11 eT'ye kadar ısıtan 2. OxC'ye (3 eT) 8 eT'yi (4 eT'lik 2 döngü) tahsis edecektir. .
• 4 - OxC (1 eT) 0 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 5 - TR (13 eT) sıcaklığı 2m OxC (11 eT) ile dengeler. 12 eT'ye kadar ısıtacak ve kendisini 12 eT'ye kadar soğutacaktır.

Ardından, 5. TR (12 eT), sıcaklığı 10. OxC (9 eT)'de dengeleyecektir. 10 eT'ye kadar ısıtacak ve kendisini 11 eT'ye kadar soğutacaktır. Ardından, 5. TR (11 eT), kasa sıcaklığını (0 eT) dengeleyerek 6 eT verir. Gövde 6 eT'ye kadar ısınacak ve 5. TR, 5 eT'ye kadar soğuyacak.

• 6 - TVEL, onu 17 eT'ye kadar ısıtan 5. TR'ye (5 eT) ve 18 eT'ye kadar ısıtan 7. TP'ye (6 eT) 12 eT'yi (3 eT'lik 3 döngü) tahsis edecektir. .
• 7 - TP (18 eT), soğutmayı hesaba katmıyoruz.
• 8 - TR (1 eT) 7. TP'nin (18 eT) sıcaklığını dengeleyecek ve ondan 6 eT alacaktır. 7. TP 12 eT'ye kadar soğuyacak ve 8. TP 7 eT'ye kadar ısınacaktır.

Ayrıca, 8. TR (7 eT), 9. OxC'deki (2 eT) sıcaklığı dengeleyecektir. Sonuç olarak, 4 eT'ye kadar ısıtacak ve 5 eT'ye kadar soğutacak. Ayrıca, 8. TR (5 eT), sıcaklığı 4. OxC'de (0 eT) dengeleyecektir. Sonuç olarak, 2 eT'ye kadar ısıtacak ve 3 eT'ye kadar soğuyacak. Ayrıca, 8. TR (3 eT), 12. OxC (0 eT)'deki sıcaklığı dengeleyecektir. Sonuç olarak, onu 1 eT'ye kadar ısıtacak ve kendisini 2 eT'ye kadar soğutacaktır. Ardından, 8. TR (2 eT), reaktör basınç kabının (6 eT) sıcaklığını, ondan 2 eT alarak dengeleyecektir. Gövde 4 eT'ye kadar soğuyacak ve 8. TR 4 eT'ye kadar ısınacak.

• 9 - OxC (4 eT) 3 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 10 - OxC (10 eT) 9 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 11 - TVEL, onu 17 eT'ye kadar ısıtacak olan 10. OxC'ye (9 eT) ve onu 16 eT'ye kadar ısıtacak olan 13. TP'ye (8 eT) 8 eT (2 döngü 4 eT) tahsis edecektir. .
• 12 - OxC (1 eT) 0 eT'ye kadar soğuyacaktır.
• 13 - TP (8 eT), soğutmayı hesaba katmıyoruz.

İkinci adımdan sonra son ısıtma:

• reaktör kabı - 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