Lò phản ứng hạt nhân là gì

Những từ "lò phản ứng hạt nhân" bây giờ đã quen thuộc với tất cả, trên thực tế, trở thành một biểu tượng cho toàn bộ thời đại. Bất chấp nguy cơ tiềm tàng của việc sử dụng các thiết bị này, trong bối cảnh sự suy giảm trữ lượng dầu mỏ thế giới, các lò phản ứng nhiên liệu hạt nhân rất hứa hẹn.

Lò phản ứng hạt nhân là một thiết bị kỹ thuật, trong đó xảy ra phản ứng phân hạch được kiểm soát của chất phóng xạ phân rã , kèm theo việc giải phóng năng lượng. Mục đích chính là tạo ra dòng điện (các nhà máy điện hạt nhân - nhà máy điện hạt nhân), cũng như sản xuất các yếu tố phân hạch nặng của Bảng tuần hoàn của Mendeleev (chuyển đổi). Lò phản ứng hạt nhân đầu tiên được lắp ráp và đưa vào hoạt động vào năm 1942 tại Mỹ dưới sự kiểm soát của nhà vật lý nổi bật thời Enrique Fermi. Ba năm sau, Canada tung ra lò phản ứng, và năm 1946 - Nga.

Chúng ta hãy lưu ý một điểm quan trọng: nhiều người không quen với chủ đề này thường tin rằng lò phản ứng hạt nhân sản xuất điện trực tiếp, và nó là sản phẩm phụ của nhiên liệu phóng xạ có thể phân huỷ. Thật không may, đây không phải là như vậy. Trong thực tế, lò phản ứng hạt nhân là một lò sưởi lớn, nếu không nói "nồi hơi" cung cấp nhiệt cho tàu sân bay nhiệt, làm cho công việc hữu ích của việc tạo ra điện thông qua một máy phát điện thông thường.

Để trả lời nhiều câu hỏi, hãy xem xét thiết bị của lò phản ứng hạt nhân. Về mặt cấu trúc, bất kỳ lò phản ứng hạt nhân nào bao gồm các yếu tố sau:

- một khu trung tâm tích cực với một người kiểm duyệt neutron nhanh. Ở đây phản ứng phân hạch xảy ra;

- lớp phản xạ neutron. Cần phải giảm bức xạ ion xâm nhập , cũng như để tăng hiệu quả của việc lắp đặt;

- Bảo vệ chống bức xạ. Theo nguyên tắc, chì shields;

- chất làm nguội. Trong tất cả các mô hình lò phản ứng hiện đại là một phần không thể thiếu;

- thiết bị thanh để kiểm soát dòng chảy do phản ứng phân rã hạt nhân;

- Mạch làm mát;

- Cơ chế điều khiển từ xa.

Các kim loại nặng - Uranium-233, 235 hoặc Plutonium-239 - được sử dụng để vận hành nồi hơi lò phản ứng hạt nhân. Tính đặc thù của các yếu tố này là sự phân rã tự nhiên (tách ra) xảy ra trong từng đơn vị nguyên tử trong mỗi đơn vị thời gian. Trong quá trình này nơtron được giải phóng từ hạt nhân nguyên tử. Một nguyên tử đã mất (đã có) một nơtron biến thành một phần khác của bảng tuần hoàn. Ví dụ, theo cách này, Plutonium-239 thu được từ sao Thiên Vương-238. Đứng trên các nguyên tử lân cận của vật liệu nhiên liệu, chúng, do tốc độ cao, giải phóng thêm neutron. Tổng số sự gia tăng trong tiến trình - bắt đầu phản ứng dây chuyền của phân hạch nhân. Nếu, ở giai đoạn này, không có biện pháp nào được áp dụng để điều chỉnh nó, kết quả sẽ là phản ứng của chuỗi hạt nhân không kiểm soát kèm theo việc phóng thích một lượng lớn năng lượng (một vụ nổ hạt nhân).

Hai phương pháp bắt buộc được sử dụng để kiểm soát: đưa vào vùng hoạt động của người kiểm duyệt, làm giảm vận tốc neutron đến mức của quá trình tự duy trì và đưa ra số lượng cần thiết của thanh điều khiển (cadmium hoặc boron) hấp thụ một lượng lớn neutron.

Khi phân rã hạt nhân, nhiệt được giải phóng, làm nóng chất làm mát tuần hoàn (nước), nó sẽ chuyển thành hơi nước và quay tuabin của máy phát điện.

Đây là sơ đồ cơ bản. Có một số giống của nó. Ví dụ, nước truyền nhiệt có thể được đun sôi tự nhiên hoặc dưới áp suất. Thứ hai làm cho nó có thể có được hơi nước siêu nóng, tăng hiệu quả. Ngoài ra, nước không phải là loại chất làm lạnh duy nhất (nó có thể là khí hoặc kim loại lỏng). Ngoài ra, trong một số sửa đổi của lò phản ứng, người làm chậm cũng không được sử dụng.