Активная зона ядерного реактора — это часть ядерного реактора , содержащая компоненты ядерного топлива , где происходят ядерные реакции и выделяется тепло . [1] Обычно в качестве топлива используется низкообогащенный уран, содержащийся в тысячах отдельных твэлов. Активная зона также содержит структурные компоненты, средства замедления нейтронов и контроля реакции, а также средства передачи тепла от топлива туда, где оно необходимо, за пределы активной зоны.
Внутри активной зоны типичного водо-водяного реактора или реактора с кипящей водой находятся топливные стержни диаметром с большую гелевую чернильную ручку, каждая длиной около 4 м, которые сотнями сгруппированы в пучки, называемые «тепловидными сборками». Внутри каждого топливного стержня встык уложены таблетки урана или, чаще, оксида урана. Также внутри активной зоны находятся стержни управления , наполненные гранулами таких веществ, как бор , гафний или кадмий , которые легко захватывают нейтроны . Когда стержни управления опускаются в активную зону, они поглощают нейтроны, которые таким образом не могут принять участие в цепной реакции . И наоборот, когда стержни управления убираются в сторону, больше нейтронов попадает в делящиеся ядра урана-235 (U-235) или плутония-239 (Pu-239) в близлежащих топливных стержнях, и цепная реакция усиливается. Кожух активной зоны , также расположенный внутри реактора, направляет поток воды на охлаждение ядерных реакций внутри активной зоны. Тепло реакции деления отводится водой, которая также замедляет нейтронные реакции.
Также используются реакторы с графитовым замедлителем .
В одном типе в качестве замедлителя нейтронов используется твердый ядерный графит , а в качестве теплоносителя — обычная вода. Посмотрите советский атомный реактор РБМК . Именно такой реактор участвовал в Чернобыльской катастрофе .
В усовершенствованном реакторе с газовым охлаждением британской конструкции активная зона состоит из графитового замедлителя нейтронов , в котором расположены тепловыделяющие сборки. Углекислый газ действует как теплоноситель и циркулирует по активной зоне, отводя тепло.
Также было несколько экспериментальных реакторов, в которых для замедления использовался графит, например, концепции реактора с галечным слоем и эксперимент с реактором с расплавленной солью .
