Увеличение КПД ядерного реактора

Увеличение КПД ядерного реактора

Возможные способы решения проблемы

Ядерный реактор

Ядерный реактор – устройство, в котором выделяется тепловая энергия в результате управляемой цепной реакции деления ядер.

Виды ядерного реактора:

• ВВЭР ( водо-водяной энергетический реактор);
• РБМК (реактор большой мощности канальный);
• Реактор на тяжелой воде;
• Реактор с шаровой засыпкой;
• Реактор с газовым контуром;
• Реактор на быстрых нейтронах.

и т. д.

Устройство ядерного реактора

Способы получения ядерной энергии

• Реакция деления , т.е. разделение на части ядер тяжелых элементов (например, урана или плутония);

• Реакция слияния (синтеза), т.е. процессы образования более тяжелых ядер из двух более легких ядер.

Способы увеличения КПД ядерного реактора:

• Использование в качестве теплоносителя жидкого натрия , с которым слабо взаимодействуют нейтроны, что позволяет достичь высоких температур, а следовательно, и высоких значений КПД, сравнимых с КПД лучших теплоэлектроцентралей на жидком топливе;

• Использование реакторов на быстрых нейтронах . В таком реакторе основным делящимся веществом является не уран, а плутоний. Уран же (используется уран-238) выступает как дополнительный компонент реакции - от быстрого нейтрона, выпущенного при распаде ядра плутония, произойдет распад ядра урана с выделением энергии и испусканием других нейтронов, а при попадании в ядро урана замедлившегося нейтрона он превратится в плутоний-239, возобновляя тем самым запасы ядерного топлива в реакторе. В связи с малой величиной поглощения нейтронов плутонием цепная реакция в сплаве плутония и урана-238 идти будет, причем в ней будет образовываться большое количество нейтронов. КПД в данном случае значительно возрастет.

• Управление мощностью реактора , т.е. изменение его реактивности. Более простой для этого способ – воздействие на поглощение нейтронов в активной зоне с помощью твердых и жидких материалов, содержащих ядра, сильно поглощающие нейтроны (например, бор, кадмий, европий, гафний). Эти вещества поглощают нейтроны сильнее, чем уран-235.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Атомная энергетика - активно развивающаяся отрасль. Очевидно, что ей предназначено большое будущее, так как запасы нефти, газа, угля постепенно иссякают, а уран - достаточно распространенный элемент на Земле. Но следует помнить, что атомная энергетика связана с повышенной опасностью для людей, которая, в частности, проявляется в крайне неблагоприятных последствиях аварий с разрушением атомных реакторов. В связи с этим необходимо закладывать решение проблемы безопасности (в частности, предупреждение аварий с разгоном реактора, локализацию аварии в пределах биозащиты, уменьшение радиоактивных выбросов и др.) еще в конструкцию реактора, на стадии его проектирования.

Стоит также рассматривать другие предложения по повышению безопасности объектов атомной энергетики, как то: строительство атомных электростанций под землей, отправка ядерных отходов в космическое пространство.