Активная зона ядерного реактора — это часть ядерного реактора , содержащая компоненты ядерного топлива , где происходят ядерные реакции и вырабатывается тепло . [1] Обычно в качестве топлива используется низкообогащенный уран, содержащийся в тысячах отдельных топливных стержней. Активная зона также содержит структурные компоненты, средства как для замедления нейтронов , так и для управления реакцией, а также средства для передачи тепла от топлива туда, где оно требуется, за пределы активной зоны.
Внутри активной зоны типичного реактора с водой под давлением или кипящего реактора находятся топливные стержни диаметром с большую гелевую ручку, каждый длиной около 4 м, которые сгруппированы сотнями в пучки, называемые «топливными сборками». Внутри каждого топливного стержня гранулы урана или, чаще, оксида урана уложены конец к концу. Также внутри активной зоны находятся управляющие стержни , заполненные гранулами таких веществ, как бор , гафний или кадмий, которые легко захватывают нейтроны . Когда управляющие стержни опускаются в активную зону, они поглощают нейтроны, которые, таким образом, не могут участвовать в цепной реакции . И наоборот, когда управляющие стержни поднимаются в сторону, больше нейтронов ударяют по делящимся ядрам 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 для охлаждения ядерных реакций внутри активной зоны. Тепло реакции деления отводится водой, которая также действует как замедлитель нейтронных реакций.
Используются также реакторы с графитовым замедлителем .
Один тип использует твердый ядерный графит для замедлителя нейтронов и обычную воду для теплоносителя. См. советский ядерный энергетический реактор РБМК . Это был тип реактора, задействованного в чернобыльской катастрофе .
В усовершенствованном газоохлаждаемом реакторе , британской конструкции, ядро выполнено из графитового замедлителя нейтронов , где расположены топливные сборки. Углекислый газ действует как охладитель и циркулирует через ядро, отводя тепло.
Также существует несколько экспериментальных реакторов, в которых для замедления используется графит, например, концепции реактора с шаровой загрузкой и эксперимент с реактором на расплавленной соли .
