כור גרעיני הם פלאים של הנדסה מודרנית, רותמים את האנרגיה העצומה שמשוחררת על ידי חיכוך גרעיני כדי לייצר חשמל. בלב כל כור הוא הצורך לקיים ולבקר תגובת שרשרת - רצף של אירועים סדקים עצמיים.ללא ניהול זהיר, תגובה כזו יכולה להדוף או להסלים באופן מסוכן את המפתח לאיזון זה הוא המנטרן, חומר כי הם בדיוק מאיצים את רמת האנרגיה הגרעינית של חומר זה, אז הם יכולים לחקור את רמת בטיחות, או להפחתת כוחם, אז הם בדיוק, אזדקים, אז הם יכולים לחקור את האנרגיה של חומרים גרעיניים, אז, אז הם בדיוק, בדיוק, אזדקים, אז הם יכולים לחקור את רמת אנרגיה, אז הם, כלומר, כלומר, בדיוק, אז הם, או להפחתת אנרגיה גרעינית, אז הם יכולים, או להפחתת אנרגיה, או להפחתת חומר זה, אזל חומרים מדויקים, אזל, אז, אזל, אזל, אז, אז, אז, אז, אז, אז, באופן טבעי, או להפחתת אנרגיה, אם כן, אז, אז, אז, אז, אז, אם כן, או להזריזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזזז

הפיזיקה של ניוטרון Moderation

כאשר אורניום-235 או פלוטוניום 239 גרעין עובר משקעים, זה בדרך כלל משחרר שניים או שלושה נויטרונים באנרגיה גבוהה, נסיעה במהירויות של כ-20,000 ק"מ (אנרגיה של בערך 2 מ"א) אלה: 3,4 ק"מ נספגים בערך 2 ק"מ / 0 מהיר של אנרגיה נמוכה יותר מ- 2 ק"מ) להפחתה של אנרגיה נמוכה יותר מאשר חנק נמוך של 2 ק"מ (אוט) של אנרגיה נמוכה יותר מ- 10 ק"מ) של אנרגיה נמוכה יותר מאשר חנקן (אוט) של חנק נמוך יותר מ- 2 ק"מ- 2 ק"מ) מאשר צמיגים (pit) של צמיגים) בירידה של אנרגיה נמוכה יותר מ- 2 ק"מ- 2 ק"מ- 10.

שינוי מתרחש באמצעות התנגשות גמישה בין נויטרונים לבין גרעין החומר המנטרן (בכל התנגשות), הניטרורון מעביר חלק מהאנרגיה הקינטית שלו לגרעין היעד (כלומר, קרוב יותר ל- 115 מטרדנציה חומר לוכד), כך שגובהו של כוח כבד (HFlowing) מקנה יותר את אובדן האנרגיה להתנגשות.

חומרים משתנים

רק קומץ חומרים עומדים בדרישות המחמירות של מתווך נויטרונים: מסה אטומית נמוכה, קליטת נויטרונים נמוכה, פיזור גבוה של חלקי צלב, יציבות כימית ותרמיונית, ו affordability.שלושת המאמנים הנפוצים ביותר מתוארים להלן.

מים קלים (H2O)

מים קלים הם המנטר הנפוץ ביותר, המשמש את כורים מים מחוננים (PWRs) ו כור מים רותחים (BWRs), אשר יחד מהווים את רוב תחנות הכוח הגרעיניות של העולם, היתרונות שלה כוללים עלות נמוכה, יעילות ממתינות גבוהה, ושימוש בו זמנית כרכיב מים קריר.

מים כבדים (D2O)

מים כבדים (דיום oxide) מחליפים מימן רגיל עם deuterium, איזוטופ של מימן עם אחד נויטרונים. Deuterium יש הרבה יותר נמוך קטע צלב (0.0005 barns) מאשר מימן, המאפשר מים כבדים להיות מתווך יעיל מאוד עם אובדן גרף מינימלי של מים קומפקטיים (גם) זה מאפשר שימוש אורניום טבעי (0.7% U-235) כמו דלק, חיסול הצורך להעשירה היקרה ביותר היא יעילה יותר מאשר CANDUNIC) שימוש בדלק נוזלית מים כבדים (אורידת מים).

גרפיט (Carbon)

Graphite שימש מאז הכור הגרעיני המלאכותי הקדום ביותר - Enrico Fermi's Chicago Pile-1 (1942) , מאוחסן על ערימה של בלוקים גרפיטי כמו המנטרן. Graphite יש מסה אטומית נמוכה, חלק קטן של ספיגה נמוכה (0.0035 נביחות פחמן טבעי), ויציבות תרמית גבוהה.

חומרים משתנים אחרים

(ב) [15] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בחירת קריטריה

בחירת מתווך עבור כור כרוכה איזון מספר גורמים:

  • (ב) ⁇ :0) ירידה בכוח ה-FLT:1, אובדן ממוצע באנרגיה לונארית לכל אורך נתיב יחידה ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) ערכים גבוהים יותר פירושו פחות התנגשות.
  • (ה) [ה]הכוח האטה-הלמטה המחולקים על ידי סעיף צלב הקליטה המקרוסקופי ( ⁇ ⁇ s / ⁇ a) יחס גבוה פירושו יותר נויטרונים לשרוד לאנרגיות תרמיות.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (במילים אחרות, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)Radiation יציבותFLT:1 - המכשול לא צריך לזלזל במהירות תחת אי-הההיסטריה של נייטרון. Graphite עובר שינויים ממדיים (אפקט מזיק); מים יכולים לעבור רדיוזה (התחיל במימן וחמצן), הדורשים מערכות ריבאובינציה.
  • (FLT:0) מאפיינים בטוחים (FLT:1) - המכשול צריך לתרום לטמפרטורה שלילית או לחינם, לעזור למתקן להאט או לסגור אם כוח עולה.

שיקולים אלה מסבירים מדוע מים קלים שולטים בכורים מסחריים למרות הקליטה הגבוהה ביותר: זה זול, זמין, ומשמש חובה כפולה כקרר, אשר מפשט את המערכת הכוללת.מים כבדים משמשים כאשר העשרה דלק אינו מבוקש. Graphite נשאר חשוב עבור עיצובים עתירי גז.

שינויים בעיצוב תגובה

התפקיד של המנטר משתנה באופן משמעותי בין סוגי הכור. להלן הוא סיכום של האופן שבו מנטרטורים משתלבים במשפחות כור גדולות.

תגובות מים דחופות (PWRs) ו-Boiling Water Reactors (BWRs)

שניהם (FVRs:0) כור מים אור-אור (LWRs) ב PWRs, מתווך המים / קולקנט נשמר תחת לחץ גבוה (כ 15.5 MPa) כדי למנוע רתיחה בליבת; חום מועבר באמצעות גנרטור קיטור (BWRs), המים מותר לרתח בליבת, לייצר ישירות עבור הבועות הטמפרטורות פחות טמפרטורות שליליות (חום) אם הוא פחות יעיל יותר חום, כך פחות מטמפרטורה של מים טמפרטורות חום (חום) הוא פחות מעצימה פחות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום (במטר, פחות טמפרטורות פחות טמפרטורות פחות טמפרטורות פחות טמפרטורות חום).

תגובה CANDU

כורים CANDU משתמשים ב-FLT:0 [מעגל מים] כמארגן וגם מגניב, אבל במערכות נפרדות.המכשול נמצא במיכל גדול (calandria) המקיף את ערוצי הדלק ושומר בטמפרטורה נמוכה ולחץ.התזרימות הכבדות הקרות הקרות באמצעות צינורות הלחץ המכילים את הדלק, פועל בטמפרטורה גבוהה יותר ולחץ זה מאפשר הפרדה המאפשרת את המקרר להישאר גמישה וניתן להשתמש במזג אווירי חום פחות יעיל.

RBMK ו- Gas-Cooled Reactors

(RGRMK כורים (המכונה הסובייטית) משתמשים בערימה גדולה הממושכת:0 graphiteFLT:1 כמו המכשול והמים האור כמו הקרנית.הבלוקים הגרפיים מסודרים בערימה גדולה הממוקדת על ידי צינורות לחץ המכילים את חומר הדלק והקרר (המכונה גם גרף גבוה) עם גז חום (Ricol-Folate) גבוה (Ric) (Ricerto-Ric) עם גרף, כמו גם גרף, כלומר, כלומר, הוא יכול להיות יעיל יותר) של גז חום גבוה (Ricervatel2 (Ric) עם גרף).

מחקר ותגובה מיוחדת

כורים TRIGA משתמשים בדלק אורניום במקלי דלק (FLT:0) hydrirconium hydrentiideFLT:1 כמתאמן, מעורבבים באופן אינטימי עם דלק אורניום בממכרי הדלק.זה נותן טמפרטורות שליליות מאוד חזק: כמו דלק חום למעלה, אטומי מימן של המנטרטורף נעים מהר יותר והם פחות יעילים, במהירות ירידה של פעילות זה הופך את TRIGAs בטוח מאוד, ובאופן טבעי עבור אימון הוא 3Fotope הוא פועל כמה מהר יותר (אך) אבל הוא ייצור מהיר יותר יעיל יותר (Futope) אבל הוא ייצור הוא פועל ללא שימוש מהיר יותר יעיל יותר יעיל יותר יעיל יותר, אך הוא יעיל יותר, אך הוא יעיל יותר, אך הוא יעיל יותר, אך יעיל יותר, אך יעיל יותר, אך יעיל יותר, אך יעיל יותר, ללא שימוש יעיל יותר, ללא כמות של ניטרוסן יעיל יותר, במהירות, ללא שימוש יעיל יותר, ללא שימוש יעיל יותר, ללא שימוש יעיל יותר, ללא שימוש יעיל יותר, במהירות, ללא שימוש יעיל יותר, 000.

בטיחות ושליטה באמצעות שינוי

(הפועל אינו רק מרכיב פסיבי - תכונותיו הפיזיות משפיעות ישירות על בטיחות הכור; שלושה מושגים חשובים הם ה-FLT:0temperature coefficient of reactivityFLT:1, theFLT:2less coefficientsFLT 3:0, and the FLT:4 control מוטציה מולקולת שליטה:5).

ב LWRs, ה- Moderator טמפרטורה יעילה הוא שלילי: ככל שטמפרטורת המים עולה, צפיפותו יורדת, צמצום מספר אטומי מימן לנפח ובכך להפחית את המתינות.זה מפחית את השטף של הניטריוטרון התרמי ומפחית את קצב הכרית. משוב שלילי זה הוא תכונה בטיחות חיונית המסייעת למנוע סיורים כוח משוחרר.במים כבדים, המנטר הוא מגניב ומפחית את ה- CU יעיל כל כך, אך הוא יעיל, אך יעיל, אך הוא יעיל, אך יעיל, אך הוא יעיל, אך יעיל, אך יעיל, אך הוא יעיל, אך הוא יעיל, אך יעיל, אך יעיל, אך יעיל, אך הוא יעיל, אך הוא יעיל, אך הוא יעיל יותר, אך יעיל, אך יעיל יותר, הוא יעיל, אך יעיל, עם זאת הוא יעיל, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, הוא יעיל, עם זאת, עם זאת, הוא יעיל, הוא יעיל, הוא יעיל, עם זאת, יעיל, יעיל, עם זאת, עם זאת, הוא יעיל, הוא יעיל, יעיל, יעיל, הוא יעיל, הוא יעיל, הוא יעיל, עם זאת, הוא יעיל, עם זאת, הוא תכונה בטיחותי יעיל, עם זאת, הוא יעיל, הוא יעיל, עם זאת, הוא יעיל,

כורכום מתונים יכולים להיות יעילים עדינים אם הקריר הוא מים (כמו ב RBMK), כי גרפנט ממשיך להתמתן ביעילות גם אם המים קרירים רִיק.זה היה פגם עיצוב גדול ב RBMK שתרמו לתאונה צ'רנוביל.

מוטות בקרה, המכילות בדרך כלל חומרים של נויטרונים-אבינג כמו בורון או קדמיום, מוכנסים לספוג עוד יותר נויטרונים ולסדיר את תגובת שרשרת.יעילותו של המנטר משפיע על כמה מוטות שליטה יש צורך והיכן הם ממוקמים.בכמה עיצובים, המנטר עצמו יכול להיות מותאם (למשל, על ידי שינוי רמת המים הכבדה ב CANDU) כדי לעבור שליטה ללא שליטה.

מושגים מתקדמים ועתידיים

מחקר לכורים הבאים הוא חקר טכנולוגיות מודולריות חדשות.FLT:0 כורים מורכבים מאלט 1 (MSRs) יכול להשתמש תערובת של ליתיום פלואוריד ו beryllium fluoride (FLiBe) כמו גם מובילי דלק ומודולטורטוריום 7 (נמדד לצמצום ייצור טריטייום) ולהיות בעל כורסאיום נמוך יותר (Flace) תחת גרף גבוה של גרף (Rulit) אשר עשוי גם כן, לעומת זאת, כמו גם כן, עם זאת, עם זאת, גרף של גרף של גרף גבוה של סגסוגת סגסוגת סגסוגת סגסוגת סגסוגת נמוכה של סגסוגת נמוכה של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של CMBulitolitolitolitoltrarv) ו-Rb) כמו גם כן, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, כמו גם כן, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, 000 (Rulitoltrautitis) של סגסוגת נמוכה של סגסוגת נמוכה של סגסוגת נמוכה של סגסוגת של סגסוגת נמוכה של סגסוגת נמוכה של סגסוגת נמוכה של סגסוגת של סגסוגת נמוכה של סגסוגת Nutron

שדרה נוספת היא (FLT:0) hydride ModeratorssFLT 1:1 כמו Zirconium hydride (שימושי ב TRIGA) עבור כורים מודולריים קטנים (SMRs) ומיקרולוגיים. אלה מספקים צפיפות מימן גבוהה נפח, המוביל ליבות קומפקטיות מאוד.

לבסוף, הרעיון של afLT:0moderator כגורם שליטה FLT 1 הוא צובר עניין: על ידי נוזלי בקרת טמפרטורה או על ידי שינוי צפיפות יעילה של המדגם (למשל, על ידי הוספת ריקים או שליטה ברמת המנטרל), כורים יכולים להשיג שליטה חוזרת טובה ללא חלקים מכניים.

מסקנה

ממריצים עצביים עצביים הם היסוד לשחרור מבוקר של אנרגיה גרעינית.על ידי צמצום האנרגיה הקינטית של ניטרון סדקים לרמות תרמיות, הם מאפשרים תגובות שרשרת יעילות ויציבות בכורים המשתמשים בספקטרום תרמי של נויטרון.הבחירה של מנטרן - אור, מים כבדים, גרפן, או חומרים מתקדמים יותר כמו hydrium hydrides - קובע היבטים מרכזיים של עיצוב כור, דרישות בטיחותיות חיוניות, וכן פיתוח של מערכות אבטחה חיוניות של אנרגיה, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי גלם קריטי, כמו חומרי גלם קריטי, וכן פיתוח, כמו חומרי אבטחה, כמו אמצעי אבטחה, וכן חומרים קריטיים קריטיים, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי גלם, כמו חומרי גלם, כמו גם חומרים מתקדמים יותר, פיתוח, פיתוח, פיתוח, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי גלם חיוני, כמו חומרי גלם חיוני יותר, כמו חומרי גלם חיוני יותר, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח, כמו חומרי פחמן, פיתוח, פיתוח אנרגיה, פיתוח, פיתוח, כמו חומרי גלם חיוני יותר, פיתוח בטוח יותר, פיתוח, פיתוח, כמו חומרי גלם חיוני, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח אנרגיה, פיתוח, כמו חומרי פחמן קריטי יותר, פיתוח יותר, פיתוח אנרגיה מתחדשת קריטי,

לקריאה נוספת, ראה את המאמר (FLT:0)Wikipedia על מוני נויטרון מודולר (Nutron ModeratorsFLT:1), ה-FLT:2U.S. NRC Brary entryFLT:3, ודיון מפורט של פיזיקה מודולר ב-FLT:4 מדע Direct הנדסה סקירהFLT:5.