Ядерний реактор. Атомні електростанції

Ядерний реактор - пристрій, призначений для здійснення керованої ланцюгової реакції поділу радіоактивних ядер, що завжди супроводжується виділенням енергії.

У ядерному реакторі енергія поділу радіонуклідів перетворюється спочатку на теплову енергію, а потім - на електричну.

• Ядерне паливо (Уран або Плутоній) розміщують усередині тепловидільних елементів (ТВЕЛів).

• Регулювальні стрижні виготовлені з матеріалів, що добре поглинають нейтрони, та призначені для керування ланцюговою ядерною реакцією.

• Теплоносієм у ядерному реакторі зазвичай є вода.

У ядерному реакторі енергія поділу радіонуклідів, наприклад Урану, перетворюється спочатку на теплову енергію, а потім - на електричну.

Ядерним паливом у реакторах є збагачений Уран (уміст Урану-235 підвищений до 3%) або Плутоній. Ядерне паливо розміщують у так званих ТВЕЛах - тепловивідних елементах. Продукти поділу ядерного палива нагрівають оболонки ТВЕЛів, що передають енергію теплоносію. Крім того, ТВЕЛи перешкоджають поширенню радіоактивних продуктів з палива в теплоносій. У більшосьі реакторів ТВЕЛи є герметичними трубками, виготовленими зі сталі чи цирконієвих сплавів, зовнішній діаметр однієї трубки становить близько 1 см, довжина - 10 - 100 см.

Регулювальні стрижні виготовлені з матеріалів (зокрема, бору й кадмію), що добре поглинають нейтрони та призначені для керування ланцюговою ядерною реакцією. Якщо регулювальні стрижні вводять у зону реакції, вони активно поглинають нейтрони, ланцюгова реакція поділу Урану проходить повільніше або зовсім припиняється. Якщо стрижні виводять із зони реакції, ланцюгова реакція проходить швидше. Отже, за допомогою регулювальних стрижнів контролюють значення коефіцієнта розмноження нейтронів.

В активній зоні реактора міститься сповільнювач - речовина, проходячи крізь шар якої, нейтрони зменшують свою кінетичну енергію, а потім при ударі об ядро Урану з більшою ймовірністю приводять до його поділу. Як сповільнювачі зазвичай використовують воду, важку воду, графіт, берилій.