Ağır Su Moderasyonunun Fiziği
Ağır su, ya da deuterium oksit (D2O), hidrojeni deuteryum ile normal bir sudaki yerini alır, bir proton ve bir nötron ile bir taneciktir.Bu ekstra nötron, neredeyse moleküler ağırlıktır, ancak kritik bir fark birkaç çarpışmada yavaşlanır, ancak aynı zamanda yüksek bir nötron-kapılı bir çapraz tabakanın sert reaksiyonları ile ısıtılır - bu da nötronlu iki katına çıkar.
Etkileri derindir. Işık su reaktöründe (LWR), moderatörün absürt enerji operatörlerinin zenginleştirilmesi ve % 3–5% uranium-235. Bir kandan elde edilen su miktarı ile kritik bir dönüşüm elde edebilir,% 0 uranyum-235'de bulunan ve ilişkili enerji döngüsünden kaynaklanan enerji döngüsünden daha tipik bir şekilde etkilenen enerji döngüsünden daha yüksek bir miktar flux'a ulaşır.
Ağır su modu oranı - yavaşlama gücü, kesiti emmek için - doğrudan deuteryum'un düşük absorpsiyonundan daha yüksek.Bu metrik, onları absorbe etmeden en etkili moderatör yavaşlar yapan nötronlar yapar. Ağır su ısıtımı oranı yaklaşık 70'e kıyasla, bu yükseklik köklerinden doğrudan D2O'nun düşük absorpsiyonunu azaltır.
CANDU Core Design: Heavy Water
CANDU reaktörü, düşük sıcaklık (yaklaşık 60-000C) ve yakın atmosferik bir konfigürasyonla baskı yapan büyük bir silindir gemisinde bulunan temel merkezler, yakıt paketleri ve yüksek sıcaklıktaki (yaklaşık 310°C) ve baskı (yaklaşık 10 MPa) ile ısıtıcı ve ısıtıcı ve ısıtıcı devrelerin ayrılması, bir sonraki ısıtıcı ve soğutmalı devreleri içeren bir yüksek basınçla ısınıyor.
Yakıt paketleri kısadır (yaklaşık 0,5 metre uzunluğunda) D2O'nun her basıncının bir battaniyesi ile sabitlenmiş olan boru hatları, yüksek çözünürlükte ayarlanan bir nötron spektrumu gerektirir.
Kalifor genellikle paslanmaz çelik veya düşük karbon çelikten yapılır, yüksek sıcaklıklarda duvar kalınlığı ile büyük düşük basınçlı yüküne dayanabilmek için tasarlanmıştır.Her baskı tüpü, ısı transferinin ısı geçişinin serinden gelen moderine kadar yapılır.Bu termal ayırma, düşük sıcaklıkta şarj edici ve mükemmel korozyon direncini korumak için gereklidir.
Startup Prosedürleri: Reaktivitenin Delicate Dengesi
Pre-Startup Verification and Heavy Water conditions
Bir CANDU ünitesinin ilk nötron multiplikasyonu başlamadan uzun başlar. Operatörler hem moderatör hem de serin ağır su devrelerinin bütünlüğünü onaylar, hidrojeni tanıtarak, güçlü bir nötron emicisi (tipik olarak ≥99% D2O), ve kimya parametreleri (kondüktör, pH ve yetersizlik, su konsantrasyonları) ısıtılırken ısıtılır.
Achieving First criticality
Stabil ağır su koşulları ile, bir nötron kaynağı, başlangıçta, çekirdek subkkkroni (Sb-Be) veya kalibreli (Cf-252), sabit bir nötron flux measurable sağlamak için kaynaklanmıştır. Başlangıçta, çekirdek subkkkkkkkkkkkkratlı bir multiplikasyon faktörü ile (kahkadar) daha derin bir ısıtılır (Düzücük)
Operatörler, dijital kontrol bilgisayarlarının (DCC) gerçek zamanlı olarak izlenmesine olanak sağlar ve güç çok hızlı yükselirse koruyucu gezileri başlatır.The standard CANDU methodu çok yavaş bir dozda reaktör süperktik hale getirir (tipik olarak 50-100 saniyeler boyunca dağıtılır). Bu tedbirli hız, dijital kontrol bilgisayarlarının (DCC) doğrulanırsa, reaktör düşük güçte tutulur ve çoğunlukla birincil ısınırsa, ikincil basınç ve equili hızların ısıtılmasına izin verir.
Düşük Güç Fiziği Test ve Güç Yükselmesi
İlk kritiklikten sonra, düşük güç fiziğinin testlerinin bir paketi, temelin davranışını doğrular: kontrol-rod değer, sıcaklık ve boşluk reaktivite katları ve flux dağıtım ölçümleri.Bu testler, ağır su değiştiricisinin tahmin edildiği ve anormalliklerin kesintileri sırasında geliştirildiğini doğrular. sadece test sonuçları ile operasyonel güvenlik raporu ile uyumlu olduğunda, operatör ilk buharlı sistemlerle tam olarak kontrol edilir. Çünkü ağır su basıncı değişiklikleri küçük reaktivite değişiklikleri küçük ölçüde büyük güç akışları ile dolu olabilir, güçlendiricileri hızlanır ve kontrol edilebilir boron-malasyon adımları ve kontrol adımları ile birlikte gelişmiştir.
Düşük güç testlerinin temel yönü, reaktörün güvenli reaktivite içinde kalmasını sağlamak, paslanmaz çelikten yapılmış ve küçük miktarlarda nötron-absorbing elementleri içeren, nötron flux'ı şekillendirir ve yakması gerekir.Bu katsayılar genellikle negatiftir, eğer serin manevralar sırasında reaktörün geri kalanını kapatarak kapanmasını sağlamak için kesin olarak bilinmelidir.
Verimlilik Ağır Sularda Köklenmiş
Superior Neutron Ekonomisi
Herhangi bir nükleer döngünün belirleyici verimliliği nötron ekonomisidir - nötronlar arasında denge ve LWR'lerde, yaklaşık% 10–15'te, ki bu, toplam enerji çıktısı ile ilgilidir.Bu, su toplama işlemine göre% 30'u tekrardan LUP'a kadar tasarruf eden bir miktar su tasarrufu sağlar.
Doğal Uranium Yakıt ve Dayanıklılık
Zenginleştirme serbestlerini ortadan kaldırmak, alternatif yakıt döngülerine bağımlılığından kaynaklanan CANDU operatörleri, araştırma reaktörlerinde test edilmiş ve gelecekteki tasarımlar, reaktörleri tamamen yerel kaynaklardan yakıtlayabilir, jeopolitik risk ve parasal maruziyetleri azaltır. Mükemmel nötron ekonomisi aynı zamanda, potansiyel yakıt döngüleri için bir platform haline getirir - araştırma reaktörleri ile yeniden test edilmiştir ve gelecekteki tasarımlar LWR yakıt hacimlerini zenginleştirme ve daha az uzun ömürlü atıklar üretmek için toparlanabilir.Bu esneklik pozisyonları ağır su reaktörleri de, nükleer yakıt döngüsü kapatan yüksek çözünürlükte.
Yüksek Kapasite Faktörleri ve Online Refueling
Online reyatlama, LWR'lerde yakıtın değiştirilmesi için gereken periyodik, çok haftalık kapatmaları ortadan kaldırır. CANDU istasyonları rutin olarak yıllık operasyonda% 95'i aşan bazı birimlerle birlikte, Bruce Power'ın Unit 3, planlanan kesintiye uğramadan 594 gün boyunca dünya rekoru kırdı.
CANDU bitkilerinin termal verimliliği, genellikle yaklaşık 30-32% civarında, reaktörün birincil devredeki düşük serin sıcaklık nedeniyle kapanması gerektiği anlamına gelir. Ancak, bu, LWR'lerin benzer derece yüksek yakıt kullanımı ve yüksek kapasite faktörleri ile dengelenir. Yıllık yakıt yakıt işlemleri, binlerce paketin kullanımını azaltır, ancak online doğa, toplam enerji verimliliğinin azaltılmasına gerek kalmaz, LWR'lerin birim başına genellikle LWR'lerin birim başına daha yüksek olan kapasiteye katkıda bulunur.
Güvenlik Entegrasyonu: Ağır Suların Önli Avantajları
CANDU tasarımında güvenlik ek bir eklenti değildir; ağır su fiziğinde gömülüdür, çünkü moderatör fiziksel olarak serin, kayıp bir kaza (LOCA) bu olumsuz geri bildirim, düşük basınçlı ağır su ile karşı karşıya kalır.
Pasif ısı kaldırılması, ağır su avantajının başka bir yüzüdür. Bir istasyonda karaout, moderator sadece saatler boyunca oturma ısısını absorbe edebilir, aktif soğutmanın geri alınması gerekir.Bu özellik Japonya'da 2011 depreminde gösterildi, işlem sırasında 0.6 birim güvenlik sınırları olmadan yakıt ve baskı-t sıcaklıklar sağlar.
Çift kapanma sistemi ayırt edici bir güvenlik özelliğidir. Shutdown System 1 (SDS1), yüksek nötronlu, düşük soğuk basınç, veya yüksek modlayıcı sıcaklığına neden olan mekanik kapalı çubuklar kullanılarak bağımsız olarak tetiklenir.Bu kırmızılık, reaktörü kapalı bir şekilde engellemez ve SDS2 enjeksiyonu için yüksek basınç için kullanılan yüksek vakumlu yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek ısıtılır.
Ağır Su Teşvik Yönetimi ve Tritium Kontrolü
Bir CANDU reaktörü, ağır suların önemli bir stokunu gerektirir - 1990'ların üzerinde çalışan Bruce Water Plant ve uluslararası kilogram için 300 tonluk bir birim. Tarihsel olarak, Kanada, Glace Bay, Nova Scotia'da ağır su kirliliği inşa etti ve daha sonra Bruce Water Plant'ın 1990'ların üzerinde çalıştığı yer, stratejik rezervleri ve uluslararası anlaşmalarda, yüksek su kirliliğini yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Tritium (3H), endtium, katalizasyon kampanyalarıyla yönetilecek bir radyolojik tehlike oluşturuyor. Özelleştirme:0)Tritium Removal Tesisi (Cumhurma) Downer'in pitton sitesindeki (Dönetici) düşük bir sistemden geri döndükten sonra, tritium Kaldırma Tesisi (D) sert su kullanımı için yüksek su kullanımı için yüksek su kullanımı için kullanılan bir radyolojik bir risk haline geldi.
Yenilikler ve Ağır Su Reaktörlerinin Geleceği
Araştırma ağır su reaktörlerinin yeteneklerini zorlamaya devam ediyor. Gelişmiş yakıt döngüleri her başlangıç sırasında temelin tam nötron-thermohyulic davranışını simüle etmeye izin veriyor, ancak tam güç altında işbirliği tespit ediyor.Uluslararası Atom Enerji Ajansı (İmklim)[Uzmanlıkta)[Dönersiz)[Dönerilen yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili sistemlere entegre edilebilir.
Bruce Power'ın sitesinde, yaşam boyu süren projeler, tritium permeasyonunu azaltan yeni ağır su arıtma membranlarını entegre etti. Benzer yaklaşımlar, diğer istasyonlarda yeniden dondurmalar için kabul edilir. Kaza-tolerant yakıt claddings ve gelişmiş basınçlı-tüp malzemelerin gelişimi, on yıllardır güvenilir bir şekilde ısıtılmayı hedefliyor.
Birkaç CANDU operatörleri, yakıt kaynağı olarak kullanılan nükleer silahlardan geri dönüştürülmüş uranyum kullanımını araştırıyor. Bu inisiyatif, Consolidated Yakıt Döngüsü olarak bilinen, gelişmiş dijital kontrol sistemlerinin geliştirilmesi ve otomatik yakıt makinelerinin geliştirilmesi, operasyonel esnekliğin azaltılması ve geliştirilmesi bekleniyor, böylece, daha zenginleştirilmeksizin santrallerin yenilenebilir enerji kaynaklarına entegre edilmesi için küresel güvenlik sağlar.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Ağır su sadece kanallarını yeniden yakıt yoluyla mümkün olan sürekli yüksek kapasiteli bir işlem değildir, D2O'nun düşük nötron ve yüksek modlama verimliliği her sürecin kalbindedir. Güvenli enerji marjları, yüksek su bazlı bir enerji akışına, doğal olarak yüksek kapasiteli yakıtların ekonomik avantajına ve su tasarrufuna sahip olan tüm yüksek sıcaklık döngülerine kadar hız kazandırarak, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde yapılır.