Nükleer Reaktör Çeşitleri

reaktörler farklı kriterlere göre sınıflandırılabilir. Kriterlerden biri, kullanılacağı amaçtır. Bu bağlamda , sivil amaçlarla, askeri amaçlarla veya araştırma amaçlı kullanılan nükleer çeşitlerini ayırt ediyoruz .

, elektrik enerjisi üretmek için nükleer enerji kullanır.

atom bombası gibi nükleer silahlarda kullanılabilecek malzemeler yaratıyorlar ; ve nükleer fizik deneyi için ve tıp ve araştırma için radyoizotoplar üretmek amacıyla, silah ve enerji üretim teknolojisi geliştirmek, geliştirme amacıyla, nükleer fizik deneyleri yapmak için kullanılan nükleer reaktörleri araştırmak. Bazı reaktörlerin, sivil enerji ve askeri malzemelerin üretiminde kullanıldığı için ikili bir amacı vardır.

Araştırma nükleer reaktörleri , nükleer ilaç gibi diğer nükleer enerji uygulamalarında kullanılacak olan radyoizotopları üretmek veya nükleer tıp gibi malzemeler üzerinde araştırma yapmak için nükleer fisyon reaksiyonları sırasında üretilen nötronları kullanır.

Tiplerinin Teknik Özelliklerine Göre Sınıflandırılması

Kullanılan kriterlere bağlı olarak nükleer reaktör tiplerinin başka sınıflamaları da vardır. En yaygın kriterler arasında:

Kullanılan nükleer yakıta göre , doğal uranyum nükleer reaktörlerini ve zenginleştirilmiş uranyum nükleer reaktörlerini buluyoruz . Nükleer yakıt ait doğal uranyum aynı oranda içeren uranyum ise, doğada bulunan zenginleştirilmiş uranyum yakıt bu oran yapay artar. Diğer reaktörler karışık uranyum ve plütonyum oksitleri kullanır.

Nötronların hızına göre , yani fisyonun nükleer reaksiyonlarında üretilen kinetik enerjileri : hızlı reaktörler ve termal reaktörler ayırt edilir.

Kullanılan moderatöre bağlı olarak, ağır su, hafif su veya grafitin nükleer reaktörleri olabilirler.

Soğutucu madde olarak kullanılan malzemeye göre : en yaygın malzemeler gaz (helyum veya karbondioksit) veya sudur (hafif veya ağır). Bazen bu malzemeler aynı zamanda bir nötron moderatörü olarak da işlev görür . Soğutma suyu olarak su buharı, erimiş tuzlar, hava veya sıvı metaller de kullanabilirsiniz .

Nükleer reaktörler, nükleer reaksiyon tipi ile de ayırt edilebilir. Nükleer enerji iki şekilde elde edilebilir: nükleer fisyon reaksiyonları veya nükleer füzyon reaksiyonları. Her durumda, şu anda, üretimdeki tüm nükleer reaktörler nükleer fisyon reaktörleridir. Nükleer füzyon reaktörü geliştirme aşamasındadır. Bu çizgide , bu tür bir nükleer enerji teknolojisinin araştırılması ve geliştirilmesi amacıyla Fransa’da bir füzyon nükleer reaktörü olan ITER projesi bulunmaktadır.

Nükleer güç reaktörleri, nükleer fisyon reaksiyonlarında üretilen termal enerjinin kullanımına dayanmaktadır. Bu tip reaktörlerin ana ve en iyi bilinen uygulaması, nükleer santrallerde elektrik üretimidir. Bununla birlikte, bu reaktörler deniz suyunun tuzunun giderilmesi, ısıtılması veya tahrik sistemleri için de kullanılır.

Farklı türlerdeki nükleer santraller arasındaki farklar , nükleer reaktörün elektrik üretmek için kullandığı şekilde çalışır.

Tüm nükleer enerji santralleri , ısı üretmek için bir veya birkaç nükleer reaktör kullanır. Termal enerji şeklindeki bu ısı, belirli termodinamik işlemlerden buhar üretmek ve son olarak bir türbini çalıştırmak için kullanılır. Bir nükleer santrali diğerinden ayıran özellik, nükleer reaktörün çalışma şeklini temel alır . Reaktörleri çalıştırmanın farklı yollarından, nükleer reaktör türlerinin yeni bir sınıflamasına sahibiz.

( PWR )

Basınçlı su reaktörü (İngilizce onun kısaltması ile bilinen PWR ) en çok kullandığı nükleer reaktör yanındaki dünyada kaynama suyu reaktörün ( BWR ). Bu reaktör esas olarak ABD, RF Almanya, Fransa ve Japonya’da geliştirilmiştir.

Nükleer yakıt kullanılan uranyum oksit formunda zenginleştirilmiş.

Moderatör ve soğutucu su veya grafit da olabilir.

Termal enerji reaktörü çekirdek tarafından oluşturulan soğutma suyu ile taşınan bir ısı eşanjörüne, yüksek basınçta sirküle etmesi. Nükleer reaktör, yüksek basınçlara maruz kalan suyun, kaynama noktasına ulaşmadan, yani 100 ° C’nin üzerindeki sıcaklıklarda buharlaşabileceği prensibine dayanmaktadır. Eşanjörde, buhar soğutur ve yoğunlaşır ve reaktöre sıvı halde geri döner. .

Değişimde, sekonder bir su devresine ısının termodinamik bir transferi vardır. İkincil devredeki su, eşanjörde alınan ısı enerjisi miktarının bir sonucu olarak yüksek basınçlı buhara dönüştürülür . Buhar, bu enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürmek ve bir elektrik jeneratörüne güç vermek için bir türbine verilir.

Kaynar su reaktörü ( BWR )

Kaynar su reaktörü (İngilizce kısaltma olarak bilinen BWR ), aynı zamanda sık sık kullanılır. Teknolojik olarak esas olarak ABD, İsveç ve Alman RF’de geliştirilmiştir.

Bu tip bir nükleer reaktörde su, soğutucu ve moderatör olarak kullanılır .

Nükleer yakıt kullanılan uranyum bu üretilmesini kolaylaştırır çünkü oksit formunda zenginleştirilmiş nükleer fizyon .

Termal enerji tarafından üretilen nükleer fizyon zincir reaksiyonları suyu kaynatmak için kullanılır. Üretilen buhar, bir elektrik jeneratörünü çalıştıran bir türbine verilir . Türbini terk eden buhar, tekrar sıvı suya dönüştürüldüğü bir kondansatörden geçer. Daha sonra uygun bir pompa tarafından tahrik edilen nükleer reaktöre geri döner.

Doğal Uranyum , Gaz ve Grafit Reaktörü (GCR)

Doğal uranyum, gaz ve grafit reaktörü, nükleer yakıt olarak metal şeklinde doğal uranyum kullanan bir tür nükleer reaktördür . Yakıt, magnox adı verilen bir magnezyum alaşımı borularına verilir.

Kullanılan nötron moderatörü grafittir. Termal soğutucu gaz, özellikle karbondioksittir.

Bu tip bir nükleer reaktörün teknolojisi esas olarak Fransa ve Birleşik Krallık’ta geliştirilmiştir.

Gelişmiş Gaz Reaktörü (AGR)

Gelişmiş gaz reaktörü (AGR), Birleşik Krallık’ta doğal uranyum -grafit gazının nükleer reaktöründen geliştirilmiştir .

Başlıca yenilikler, zenginleştirilmiş uranyum oksit formundaki nükleer yakıtın paslanmaz çelik borulara verilmesi ve öngerilmeli betondan yapılmış olan kabın içinde ısı eşanjörlerini içermesidir.

Yüksek Sıcaklıkta Gaz Soğutmalı Reaktör (HTGCR)

Yüksek sıcaklıkta gazla soğutulan nükleer reaktör, gazla soğutulan nükleer reaktörlerin yeni bir evrimidir. Bu tip bir nükleer reaktör Alman RF, İngiltere ve Amerika Birleşik Devletleri’nde geliştirilmiştir.

Gelişmiş nükleer gaz reaktörü (AGR) ile ilgili farklılıklar başlıca üçtür:

1-Helyum soğutucu olarak karbondioksit ile değiştirilir ,
2-Metalik yakıt yerine seramik yakıt kullanılıyor
3-Birlikte çalıştığı gazın sıcaklıkları çok daha yüksektir.

Ağır Su Nükleer Reaktörü (HWR)

Ağır su nükleer reaktörü, esas olarak Kanada’da geliştirilen bir nükleer reaktör türüdür.

Nükleer enerji elde etmek için kullanılan yakıt, alaşım zirkonyum tüplerine verilen oksit biçimindeki doğal uranyumdur.

Ağır su reaktörünün temel özelliği, ılımlı ve soğutucu olarak ağır su kullanılmasıdır.

En genel tasarımında, nükleer yakıt tüpleri moderatör içeren bir kaba sokulur. Soğutucu sıvı durumunu korumak için bir basınç altında tutulur. Buhar, içinden hafif suyun dolaştığı ısı eşanjörlerinde üretilir.

Hızlı Damızlık Reaktör (FBR)

FBR reaktörlerinin çeşitli tasarımları var, Rusça ve Fransızca en gelişmişleri.

Hızlı reaktörlerin temel özelliği, nötron moderatörlerini kullanmamaları ve bu nedenle nükleer fisyonların çoğunun hızlı nötronlar tarafından üretilmesidir .

Bu tip bir nükleer reaktörün çekirdeği, doğal uranyumun plütonyuma dönüştürüldüğü verimli bir bölge ile çevrili bölünebilir bir bölgeden oluşur. Uranyum 233-toryum döngüsü de kullanılabilir.

Soğutucu , buhar ısı eşanjörlerinde sıvı sodyum imal edilir. “Üreme” adı, doğurgan alanda, reaktör tarafından tüketilen, yani harcanan yakıttan daha yeni olan yakıttan daha fazla miktarda parçalanabilir malzeme bulunduğundan kaynaklanmaktadır.

Yorum Yap