stringtranslate.com

Реактор с графитовым замедлителем

Схема ядерного реактора, использующего графит в качестве замедлителя
"Графитовый реактор" направляет сюда. Для графитового реактора в Окриджской национальной лаборатории см. Графитовый реактор X-10 .

Реактор с графитовым замедлителем — это ядерный реактор , в котором в качестве замедлителя нейтронов используется углерод , что позволяет использовать природный уран в качестве ядерного топлива .

Первый искусственный ядерный реактор, Chicago Pile-1 , использовал ядерный графит в качестве замедлителя. Реакторы с графитовым замедлителем были задействованы в двух самых известных ядерных катастрофах: непроверенный процесс отжига графита способствовал пожару в Уиндскейле (но сам графит не загорелся), а пожар графита во время Чернобыльской катастрофы способствовал распространению радиоактивных материалов.

Типы

В коммерческой выработке электроэнергии используются несколько типов ядерных реакторов с графитовым замедлителем :

Исследовательские реакторы

Было построено несколько исследовательских и испытательных реакторов, в которых в качестве замедлителя используется графит.

История

Сенатор Сапири, сенатор Альберт Гор-старший , сенатор Линдон Джонсон и доктор Джон Свортаут рассматривают модель графитового реактора в Национальной лаборатории Ок-Ридж , 19 октября 1958 года.

Первый искусственный ядерный реактор, Chicago Pile-1 , устройство с графитовым замедлителем, которое производило от 0,5 Вт до 200 Вт, было построено группой под руководством Энрико Ферми в 1942 году. Строительство и испытание этого реактора (« атомного котла ») было частью Манхэттенского проекта . Эта работа привела к строительству графитового реактора X-10 в Национальной лаборатории Оук-Ридж , который был первым ядерным реактором, спроектированным и построенным для непрерывной работы, и начал работу в 1943 году.

Несчастные случаи

На реакторах с графитовым замедлителем произошло несколько крупных аварий , наиболее известными из которых, вероятно, являются пожар в Уиндскейле и катастрофа в Чернобыле .

В пожаре в Уиндскейле использовался непроверенный процесс отжига графита, что и способствовало аварии – однако в реакторе загорелось не графит, а урановое топливо. Было обнаружено, что единственное повреждение графитового замедлителя локализовано вокруг горящих топливных элементов. [1] [2]

В Чернобыльской катастрофе графит был фактором, способствующим возникновению аварии. Из-за перегрева из-за отсутствия адекватного охлаждения топливные стержни начали разрушаться. После нажатия кнопки SCRAM (AZ5) для остановки реактора регулирующие стержни заклинило в середине активной зоны, что привело к возникновению положительной петли, поскольку ядерное топливо вступило в реакцию с графитом. Это было названо «финальным триггером» событий перед разрывом. Возгорание графита после основного события способствовало распространению радиоактивных материалов. Массовый скачок мощности в Чернобыле во время неправильно проведенного испытания привел к разрыву корпуса реактора и серии паровых взрывов, которые разрушили здание реактора. Теперь, подвергаясь воздействию как воздуха, так и тепла от активной зоны реактора, графитовый замедлитель в активной зоне реактора загорелся, и этот пожар отправил шлейф высокорадиоактивных осадков в атмосферу и на обширную географическую территорию. [3]

Кроме того, французская АЭС Сен-Лоран и испанская АЭС Вандельос — обе с графитовыми реакторами на природном уране UNGG — пострадали от крупных аварий. Особого внимания заслуживает частичное расплавление активной зоны 17 октября 1969 года и тепловой всплеск во время отжига графита 13 марта 1980 года в Сен-Лоране, которые оба были классифицированы как INES 4. АЭС Вандельос была повреждена 19 октября 1989 года, и ремонт был признан неэкономичным.

Ссылки

  1. ^ "Встреча RG2 с командой проекта вывода из эксплуатации Windscale Pile 1" (PDF) . Консультативный комитет по ядерной безопасности. 2005-09-29. NuSAC(2005)P 18. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-10-19 . Получено 2008-11-26 .
  2. ^ Марсден, Б. Дж.; Престон, С. Д.; Уикхэм, А. Дж. (8–10 сентября 1997 г.). «Оценка проблем безопасности графита для британских производственных свай в Уиндскейле». AEA Technology . МАГАТЭ. IAEA-TECDOC—1043 . Получено 13 ноября 2010 г.
  3. ^ "Часто задаваемые вопросы о Чернобыле". Международное агентство по атомной энергии – Отдел общественной информации. Май 2005 г. Архивировано из оригинала 23 февраля 2011 г. Получено 23 марта 2011 г.