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 חומרים אלה, אז הם יכולים לחקור את רמת בטיחות נשלטת, או להפחתת כוחם, אז, אז, אז הם בדיוק, אז הם יכולים לחקור את רמת אנרגיה גרעינית, או להפחתת אנרגיה, בדיוק, אז הם יכולים להיות מרתיעה, אז הם בדיוק, אז הם, כלומר, כלומר, אז הם יכולים לחקור את רמת בטיחות, או להפחתת חומר זה, אז הם יכולים למנוע את רמת בטיחות, או להפחתת אנרגיה גרעינית, או להפחתת חומר זה, אז, אזל, אזל, אז, אז, אז, אז, אז, בדיוק, אז, באופן טבעי, או להפחתת אנרגיה גרעינית, אז, אז, אז, אז, או להפחתת אנרגיה גרעינית, 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 3:0fast neutrons נספג בערך 2 / 2 ק"מ) על מנת לנפץ אנרגיה נמוכה יותר מ- 2 ק"מ (Fol) מאשר לחץ דם נמוך יותר מ- 10 ק"מ) של אנרגיה נמוכה יותר מ- 2 ק"מ- 2 ליטרים (או- 2 ליטר) מאשר חנק נמוך יותר מ- 2 ק"מ) של אנרגיה).

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, ובאופן בו זמנית להשתמש כרכיבה קירור מים.

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 ירידה מינימלית של מים קומפקטיים (גם) זה מאפשר שימוש אורניום טבעי (0.7% U-235) כמו דלק, חיסול הצורך להעשירה היקרה ביותר היא יעילה יותר מאשר CANDUDUD) רגיל, אך ניתן גם כן, אך ורק אמצעי דלק כבד.

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.
  • (ב) [ה]:0 [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) ,0) מים קלים הם זולים; מים כבדים ודבורים יקרים; גרפיט מתון אך דורש כמויות גדולות.
  • (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 למחסור בקורט, 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 טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות חום, פחות טמפרטורות פחות טמפרטורות חום.

תגובה CANDU

כורים CANDU משתמשים ב-FLT:0 [מעגל מים] כמתאים 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 גרף של גז חום גבוה יותר) חום חום גרף (Ricervater2 (Ricerto-Ric) עם גרף (Ricervater) עם גרף) עם גרף (Rliol) גבוה (R.

מחקר ותגובה מיוחדת

כורים TRIGA משתמשים בדלק אורניום במקלי דלק (FLT:0) hydrirconium hydrentiideFLT:1 כמתאמן, מעורב באופן אינטימי עם דלק אורניום בממכרי הדלק.זה נותן חסכוני טמפרטורה שלילי חזק מאוד: כמו דלק חום למעלה, אטומי מימן של המנטרטורף לנוע מהר יותר והם פחות יעילים, במהירות ירידה של פעילות מחדש.

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 מקטין את השטף של הניטריוטרון התרמי ומפחית את קצב הכרית. משוב שלילי זה הוא תכונה בטיחות חיונית המסייעת למנוע סיורים כוח משוחררים.

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 נושא דלק ומודולטורטוריום 7 (נמדד לצמצום ייצור טריטייום) ולהיות בעל כורסאיום נמוך יותר (Flaception) תחת גרף 2 ליטרים נמוכים (Rulit) כמו גם סגסוגת גבוהה של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת נמוכה של סגסוגת).

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 apLT: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 רִיק 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 נייטרונים תרמית.הבחירה של מנטרן - אור, מים כבדים, גרפן, או חומרים מתקדמים יותר כמו hydrium - קובע היבטים מרכזיים של עיצוב כור, דרישות בטיחותיות חיוניות, כמו בסיס אבטחה, וכן פיתוח של אנרגיה חיוני של אנרגיה גרעינית, כמו חומרים קריטי, כמו חומרי פחמן, כמו גם חומרים מתקדמים יותר, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי גלם, כמו חומרי גלם, כמו גם תכונות אבטחה, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי פחמן, כמו חומרי גלם חיוני, כמו גם תכונות אבטחה, פיתוח, פיתוח, וכן חומרים מתקדמים יותר, כמו חומרי פחמן, כוח, כוח, כמו חומרי גלם חיוני יותר, כמו חומרי גלם חיוני, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח, כמו חומרי פחמן קריטי, פיתוח יותר, פיתוח, פיתוח בטוח יותר, כמו חומרי גלם חיוני יותר, פיתוח, כוח קריטי, כוח, כמו גם חומרים מתקדמים יותר, פיתוח, כמו חומרי פחמן, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח, כמו חומרי פחמן קריטי, כוח, כוח, פיתוח יותר, פיתוח,

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