Przekrój czynny σ- określa prawdopodobieństwo zajścia reakcji określonego rodzaju ,
Neutron termiczny – spowolniony neutron, o niskiej wartości energii do rozszczepania izotopów
Izotop paliwo rodny –z niego poprzez bombardowanie neutronami powstaje izotop rozszczepialny
Reakcja łańcuchowa – proces rozpadu jądra przebiegający samorzutnie , zachodzący gdy wyemitowane neutrony rozszczepieniowe wywołują dalsze rozszczepienia (drzewko)
III warunki :
I warunek samo podtrzymywania reakcji – aby w reakcji rozszczepienia był wytwarzany co najmniej 1 neutron zdolny wywołać następne rozszczepienie
II warunek lawinowego rozwijania się reakcji – gdy w każdej reakcji rozszczepienia będzie powstawać średnio więcej niż 1 neutron zdolny wywołać następne rozszczepienia
III warunek wygaśnięcia reakcji – gdy w każdej reakcji rozszczepienia będzie powstawać średnio mniej niż 1 neutron zdolny wywołać następne rozszczepienie
Masa krytyczna materiału rozszczepialnego to minimalna masa w której reakcja rozszczepienia przebiega w sposób łańcuchowy czyli każde jedno rozszczepienie jądra atomowego inicjuje dokładnie jedno następne rozszczepinie
Zapas reaktywności – w reaktorze masa paliwa musi być większa niż masa krytyczna, nadmiar paliwa w rdzeniu umożliwia wprowadzenie w stan nadkrytyczny , zapewnia długotrwałą pracę
Moderator – materiał stosowany w reaktorach jądrowych (zawarty w rdzeniu reaktroa) do spowalniania neutronów rozszczepieniowych (prędkich) Są to lekkie jądra, na których neutrony rozpraszają się sprężyście i zgodnie z zasadą zachowania pędu tracą część swojej energii kinetycznej, aż staną się neutronami termicznymi.
Skład rudy uranu – U235 – 0,7 % , U238 – 99,3%
Stosowane moderatory : woda , deuter , grafit , beryl
Reflektor – warstwa materiału okalająca rdzeń reaktora o właściwościach odbijania uciekających neutronów z powrotem do materiału rozszczepialnego ( rdzenia)
Właściwości reflektora : duży przekrój czynny na rozpraszanie sprężyste , mały przekrój czynny na pochłanianie (absorpcję)
Stosowane reflektory: lekka i ciężka woda , grafit , beryl
Warunkiem zajścia reakcji łańcuchowej jest utrzymanie odpowiedniego bilansu neutronów
Przyczyny strat neutronów: ucieczka na zewnątrz reaktora , sorpcja przez moderator, chłodziwo, elementy konstrukcyjne, produkty rozpadu ,reakcje absorpcji rezonansowej nie prowadzącej do rozszczepienia
U238 –pochłania neutrony
Stany reaktora : krytyczny , podkrytyczny , nadkrytyczny
Reaktywność reaktora ρ – pojęcie używane w praktyce w zagadnieniach sterowania reaktorem
ρ=1-1/kef
gdy ρ=0 reaktor pozostaje na stałym poziomie mocy
gdy ρ>0 moc reaktora wzrasta
ρ<0 moc reaktora maleje
Przyczyny zmniejszania reaktywności – zużycie paliwa, zatrucie reaktora, uszkodzenia radiacyjne materiały paliwo rodnego , reakcje wychwytu radiacyjnego , powstawanie w produktach rozszczepienia izotopów silnie pochłaniających neutrony (duży ich przekrój czynny na absorpcję)
Moc reaktora – ilość rozszczepień w czasie
PLAN
P-produkcja neutronów
L-ucieczka neutronów z rdzenia
A-pochłanianie neutronów
N-nadmiar neutronów
Temperaturowy współczynnik reaktywności – określa wpływ temperatury na reaktywność reaktora i jest zdefiniowany jako zmiana wartości reaktywności przy zmianie temperatury o 1stopień
αT=d ρ/dT
αT<0 wzrostowi temperatury towarzyszy spadek reaktywności (reaktor jest stabilny)
αT>0 wzrostowi temperatury towarzyszy wzrost reaktywności ( niestabilny nieograniczony wzrost mocy )
PWR-ciśnieniowy reaktor wodny , w którym ciepło odprowadza się do wytwornicy pary na wodę lekką która jest w nim chłodziwem, moderatorem i reflektorem , jest to reaktor zbiornikowy
CVC- główny układ pomocniczy dla obiegu chłodzenia reaktora
Funkcje CVC – oczyszczanie wody
Układ awaryjnego chłodzenia rdzenia ECCS – ochrona reaktora przed uszkodzeniem
Zadania – uzupełnianie wody , doporowadzenie do obiegu reaktora kwasu borowego – silnie pochłaniającego neutrony
LOCA – loos od coolant accident
HPTS – układ wtrysku wysokociśnieniowego-pompy układu oczyszczenia i kompensacji
Pasywne systemy ochronne – wykorzystuje działanie zjawisk naturalnych
Aktywne – wymagają zasilania
Kontrola mocy w bloku – turbina prowadzi reaktor lub reaktor prowadzi turbinę
Obniżenie mocy reaktora – wprowadzenie kwasu borowego lub wpuszczenie prętów kontrolnych
Wyłącznie reaktora = wyłącznie turbiny
Układ awaryjnego chłodzenie rdzenia = doprowadzenie chłodziwa do reaktora , do chłodziwa dodanie kwasu borowego , wtryski – wysoko,nisko,średnio ciśnieniowe , akumulatory
Układ ochrony obudowy bezpieczeństwa reaktora – wentylatorowy układ chłodzenia, układ natryskowy
Ochrona w głąb – mnogość systemów bezpieczeństwa , różnorodność oraz mnogość barier
3 bariery – koszulka paliwowa , szczelność obiegu pierwotnego , ściany budynku
WWER – ruski reaktor
-lekka woda –chłodziwo ,moderator , reflektor
Rodzaje 440 i 1000
Położenie wytwornicy pary jest poziome a nie pionowe jak w PWR, kasety paliwowe są kształtu sześciokątnego, pręty – węglik boru
WWER 440 – kasety są wysuwane do dolnej części w której nie zachodzi reakcja bo jest za mała paliwa
WWER 440-ma 6 pętli , WWER 1000 ma 4 pętle
Wymiana ciepła pomiędzy obiegiem pierwotnym a wtórnym opisuje wzór Q=kA(Tr-Tss)
Najczęstsze rozszczelnienia mają miejsc w wężownicy
Mała awaria LOCA:
Duża awaria LOCA:
CANDU – deuter i URAN niewzbogacony
- Reaktor termiczny – niska wartość energii neutronów
- jest II generacji – czyli te które dziś pracują III –to reaktory przyszłości obecnie budowane
- paliwem jest uran naturalny –niewzbogacony
-konstrukcja kanałowa
- woda ciężka jest moderatorem i chłodziwem ,
- ma możliwość wymiany paliwa w trakcie pracy ,
-dodatni współczynnik reaktywności !
- brak możliwości samoregulacji
-podobny konstrukcyjnie do PWR,
-moderator jest odseparowany od wody zasilającej
CALADNRIA – zbiornik niskociśnieniowy , w kanałach znajdują się kasety paliwowe , ma 2 pętle – 2 wytwornice pary na każdą
ACR- 3 generacja – mniejsze wymiary , reedukacja ciężkiej wody , lekka jest chłodziwem , ujemny współczynnik reaktywności
RBMK – również kanałowy , lekko wodny , moderator i reflektor to grafit
agro_3