Nükleer Reaktör Soğutma Sıvısı

Bir içindeki bir soğutucu , reaktör çekirdeğinden geçen ve nükleer fisyon reaksiyonundan ısıyı çıkaran sıvı veya gaz bir maddedir.

Çift devreli güç reaktörlerinde, reaktör soğutucu, türbinleri çalıştıran buhar üreten buhar üreticisine girer ve tek devreli reaktörlerde soğutucu (buhar veya gaz), türbin çevriminin çalışma sıvısı olarak işlev görebilir. . Araştırmada (örneğin malzeme bilimi) ve özel reaktörler (örneğin, radyoaktif izotopların biriktirilmesi için olan reaktörlerde ) soğutma suyu yalnızca reaktörü soğutur, elde edilen ısı kullanılmaz.

Isı soğutucularına aşağıdaki gereksinimler uygulanır:

Nötronların zayıf emilimi (termal reaktörlerde) veya bunların zayıflatılması (hızlı reaktörlerde).
1- Radyasyona yoğun maruz kalma koşullarında kimyasal direnç .
2- Soğutucunun temas ettiği yapısal malzemelere göre .
3- Yüksek ısı .
4- Yüksek özgül ısı.
5- Yüksek sıcaklıklarda düşük çalışma basıncı.

Termal nötron reaktörleri, soğutucu olarak su (normal ve ağır), su buharı, organik sıvılar, karbondioksit kullanır. Hızlı nükleer reaktörlerde : sıvı metaller (özellikle sodyum) ve ayrıca gazlar (örneğin, su buharı, helyum). Genellikle, sıvı, aynı zamanda bir moderatör olan bir soğutucu olarak da işlev görür

Soğutucuların Özellikleri

Hafif su

En yaygın ısı taşıyıcılarından biri sudur. Doğal su az miktarda ağır su (% 0,017), çeşitli safsızlıklar ve çözünmüş gazlar içerir. Kirliliklerin ve gazların varlığı, suyu metallerle kimyasal olarak aktif hale getirir. Bu nedenle, bir ısı taşıyıcısı olarak kullanılmadan önce, su safsızlıklardan damıtılarak saflaştırılır ve uzaklaştırılır, yani gazlar sudan çıkarılır.

İlk devrede, dolaşır. Sudaki ana radyoaktivite kaynağı, sudaki görünümü, birincil devrenin düğümlerinin korozyonundan ve yakıt elementlerinin dış yüzeyindeki bölünebilir maddelerden kaynaklanan teknolojik kirlenmeden kaynaklanmaktadır. Sudaki radyoaktif safsızlıkların konsantrasyonu filtrasyonla azaltılır.

Suyun bir soğutucu olarak dezavantajları düşük kaynama noktasıdır (1 atm basınçta 100 ° C) ve termal nötronların emilimidir . İlk dezavantaj, birincil devredeki basınç arttırılarak elimine edilir. Termal nötronların su ile emilimi , zenginleştirilmiş uranyum bazlı nükleer yakıt kullanımı ile telafi edilir.

Ağır Su

Kimyasal ve termal özelliklerinde ağır su normal sudan biraz farklıdır. Pratikte emmez nötronları kullanılmasını mümkün kılan doğal uranyum bir şekilde nükleer yakıt içinde nükleer reaktörlerin bir ağır su ile moderatörüdür.

Bununla birlikte, yüksek maliyeti nedeniyle reaktör yapımında ağır su hala az kullanılmaktadır.

Sıvı Metaller

Metalik soğutucular arasında en gelişmiş olan sodyumdur. Bu soğutucu, çoğu metal ile nispeten düşük bir sıcaklıkta kimyasal olarak aktiftir ve bu sodyum aktivitesi, sodyum oksitlerin karışımından kaynaklanır. Bu nedenle, sodyum oksitlerden tamamen temizlenir, bundan sonra 600-900 ° C’de birçok metalle (Mo, Zr, paslanmaz çelik vb.) Reaksiyona girmez.

Organik Sıvılar

Test edilen organik sıvıların arasında, difenil ve trifenil dahil olmak üzere bazı polifenillerin, yüksek sıcaklık ve radyasyona maruz kalma koşulları altında en kararlı olduğu bulundu. Bununla birlikte, avantajlara rağmen, bu soğutucuların nötron ışıması için çok dengesiz olduğu ortaya çıktı , bu nedenle bu reaktörler endüstriyel olarak kullanılmadı.

Gaz

Gazın ana soğutucusu karbon dioksittir. Diğer gazlara kıyasla daha yüksek yoğunluklu ve hacimsel bir ısı kapasitesi ile karakterize, ekonomiktir. Karbondioksitin metaller üzerindeki aşındırıcı etkisi oksijen içeriğine bağlıdır.

Yorum Yap