Küresel nükleer enerji peyzajı çeşitli reaktör tasarımları tarafından şekillendirilir, her biri on yıllar boyunca gelişmiş olan iki farklı teknolojik yoldur.En çok kullanılan güç reaktör türleri arasında, CANada Deuterium Uranium (CANDU) ve Basınurized Water Reactionor (PWR), on yıllar boyunca gelişmiş olan iki farklı teknolojik yolu temsil eder.

Nükleer Fission Enerjinin Temelleri

Herhangi bir termal nükleer reaktörün kalbinde kontrollü bir fission zincir reaksiyonudur. Ağır atomik çekirdekler, tipik olarak uranyum-239, bir nötron absorbe etmek ve daha hafif parçalara bölmek, muazzam enerji, ek nötronlar ve radyoaktif fission ürünleri yapmak için çok daha muhtemel. Enerji soğuk ve en kritik tasarım seçenekleri ile elektrik içine dönüştürülür.En kritik tasarım özelliklerinden biri, yavaş yavaşlar ısıtıcı ve daha yüksek enerjiler için çok daha fazla enerjiler salıvermek.

Coolants ikili bir rol oynamaktadır: reaktör çekirdeğinden ısıyı kaldırırlar ve bazı tasarımlarda da nötron modundan ayrılırlar. moderatör ve serinleştirici reaktörün nötron ekonomisini tanımlarken, yüksek bir nötron ekonomisi, bu nötron bakiyesinin düşük enerji ile yakıtlarda nasıl çalışmasını sağlar, örneğin doğal uranyum, daha düşük bir nötron ekonomisi parasitik absürtültüler için zenginleştirilmiş uranyumu zenginleştirirken, yüksek enerji kaynaklarına sahip olan enerji miktarı ile zenginleşir.

CANDU Reaktörünün içinde: Tasarım ve Operasyon

Kanlı su pompası, 1950 ve 1960'larda Atom Enerjisi tarafından öncülmektedir, bu da, her iki modlu ve birincil serin boru hattının, bir kanalda sabit bir basınç ünitesi olan bir sabit boru hattının bulunduğu bir kanaldır.

Bir CANDU için yakıt doğal uranyum dioksit (UO)2) Yaklaşık 0,5 metre uzunluğunda, her biri 28 veya 37 element içeren bir yakıt tasarrufu sağlar. Çünkü ağır sular normal suya kıyasla çok az nötronlar, CANDU’nun nötron ekonomisi olağanüstü derecede yüksek.Bu, reaktörün zenginleştirilmiş uranyumda bir zincir reaksiyonu sürdürmesini sağlar; diğer tüm sularda kullanımları mümkün kılarken, diğer tüm yüksek enerji santralleri için de kullanılabilir.

Ağır su pahalı ve sermaye yoğun üretim altyapısı gerektirir - D[DD:0)0[D:0)[D: 1 )) O, Kanada, Güney Kore, Romanya, Arjantin ve daha önce Pakistan, kabul edilen CANDU bazlı tasarımları, çoğu zaman yabancı zenginleştirme hizmetlerinden dolayı özür dileyebilir veya LWR yakıtını doğrudan doğruya harcadı.

Basıncılaşmış Su Reaktörünün İçinde: Tasarım ve Operasyon

Basınlı Su Reaktörleri, Batı ve diğer satıcılar tarafından en yaygın olarak kullanılan nükleer reaktör türüdir, sıradan (ışık) su hem soğuk hem de moderatörünün üçte ikisi olarak hizmet vermektedir, ancak yüksek basınçta muhafaza edilen 15.5 MPa (2,250 psi) – daha sonra, yaklaşık 300 °C'nin çalışma sıcaklıklarını korumak için ölçeklendi.

Işık suyu ağır sudan daha fazla nötron absorbe eder, zenginleştirme kritikliği korumak için zorunludur. birincil serin döngü transferlerinin ısısını buhar jeneratörlerine kadar ısıtır ve birincil sudan ısınır, örneğin, EPR'nin daha düşük basınçta olduğu ikincil bir döngüye geçer, birincil ve ikincil döngüler fiziksel olarak ayrı kalır, bu da birincil devreleri birincil devrelere ve radyoaktif malzemeleri sınırlı tutar.

PWRs, standartlaştırılmış tasarımlarla, iyi niyetli malzemelerle ve geniş operasyonel tecrübelerle gelişti.Güvenlik yaklaşımları büyük ölçüde yedek ve çeşitliliklere dayanıyor: Çok sayıda acil temel soğutma sistemleri, büyük miktarda kaynaklama yapıları ve pasif veya aktif çürük ısı kaldırma özellikleriyle, genellikle her 12 ila 24 ay boyunca planlanan küresel PWR filosunun üçte biri tarafından yüzde 90'ı değiştirildi.

Moderatörler ve Coolants ile karşılaştırın: Ağır Su vs. Işık Su

Ağır su ve ışık suyu arasındaki seçim, CANDU ve PWR arasındaki en temel farklılaştırıcıdır. Ağır su, yüksek çözünürlükte % 30 daha fazla enerji tasarrufu sağlar, bu da doğal uranyum yakıt ve olağanüstü yakıt kullanımı için.

Buna karşılık, hafif su ucuz, yaygın olarak mevcut ve SILEX gibi lazer bazlı yöntemlere daha az tritium kontrol meydan okuma sınırları sunuyor. PWR'nin birincil devre talepleri kalınmış bileşenler ve sofistike metalurjiye dayanan, özellikle de bok asit korozyonu ve birincil su korozyonu ele almak için, PWR'nin soğukkanlılığı gibi lazer bazlı yöntemlere zenginleştirici bir şekilde zenginleştirici bir şekilde baskı sınırı, kimyasal tedavi ve daha az kimyasal tedaviye ve daha az miktarda elektriksel asitli korozyona ve birincil su korozyonuna ihtiyaç duyar.

Yakıt Döngüsü: Doğal Uranium vs. Enriched Uranium

Yakıt döngüsü etkileri çok genişliyor. CANDU'nun doğal uranyum yakıtı ön sonunu basitleştirir: Zenginleştirme tesislerine ihtiyaç yoktur, sermayeyi azaltıp üretken altyapıya sahip olur. Maden ve değirmen uranyum veyae, UO'ya dönüştürmek). ve üretim paketleri yeterli.Bu nedenle, özellikle de inşaatın yüksek yakıt döngüsü, karmaşık oksitlerin geri çekilmesi ve yeniden işlenmesi nedeniyle PDU'nun yeniden işlenmesine neden olan yüksek yakıt döngüsüdür.

PWR yakıt zenginleştirilmiş uranyum, zenginleştirme pazarına kadar uzanan operatörleri zenginleştirmek, ancak uzun vadeli reaktivite kontrolü için soğuk algınlığına izin vermek gibi.Bu borik asit absoryonu, kimyasal shim ve yanmalı emiciler tarafından daha uzun süre boyunca yakıtlı ısıtılabilir enerji çevrimleri için daha fazla yakıt döngüsünde hızlanan yakıt döngüsünde daha fazla yakıt döngüsünde hızlanan yakıtlar için daha fazla yakıt tasarrufu sağlar.

On-Power Refueling ve Operasyonel Flexability

En görünür operasyonel ayrımlardan biri, işletimsel esnekliği artırmaktır: Eğer bir arızalı yakıt paketi tespit edilirse, reaktörün büyük reaktivite rezervlerine ihtiyacı azaltırken, yüksek yakıt dağıtımının çok düşük, kontrol ve güvenlik marjları da artar.

Planlanan kesintiler sırasında yakıtın yeniden yakıtlandırılması ve yakıt döngüsü üzerinde daha karmaşık bir reaktivite yönetimi eğrisini kabul etmesi gerekir. Bununla birlikte, reyakıt kesintisi, buhar jeneratörü ve reaktör baş penetrasyonları gibi önemli bileşenlerle birleştirilebilir.Modern PWR filoları her 18 ay iki ila üç hafta boyunca her ikisine kadar az bir şekilde optimize etmiş ve uzun vadede kriptolama ile karşılaştırılabilir kapasite faktörleri elde etmek zorundadır.

Güvenlik Sistemleri ve Kazaları

Her iki reaktör türü de birden fazla savunma katmanını derinlemesine entegre eder. CANDU istasyonları iki bağımsız hızlı devre dışı kapalı sistemler, tipik olarak kapalı çubuklar ve sıvı nötron zehir enjeksiyonu (örneğin, gadolinyumu), her biri bağımsız olarak reaksiyona son derece yüksek ölçüde azaltılır. moderator sistemi, bir kaybolmuş ısı geçişi ile dolu bir ısı geçişi ile dolu bir hava durumu ve daha yüksek su, yüksek su, yüksek su için ısıyı kaldırabilir.

PWRs yüksek basınçlı enjeksiyon sistemlerine, cumulatörlere ve düşük basınçlı recirajerlere, kaza sıralarında suya sahip olan temelleri tutmak için güvenmektedir.Büyük ölçekli kirletici bina iç baskıya ve herhangi bir sızıntı ürünü toplamak için tasarlanmıştır. Tüm mevcut güç kaybedildi, her ikisine de küresel bir retorik soğutma sistemlerinin değerlendirilmesi, AP1000'nin pasif koruma sistemi veya VVER-1200'in pasif ısı kaldırma devreleri gibi.

Kaza ilerlemesi ayrıntılı bir karşılaştırma için, [[Uluslararası Atom Enerji Ajansı, nükleer güvenlik konusunda kapsamlı raporlar sunmaktadır), bu da çeşitli reaktör türleri için deterministik güvenlik analizini temelletir. CANDU'nun yatay yakıt kanalları ve ayrı moderator bir istasyonda özel bir lütuf dönemi verir; ancak ağır su ile ilgili tritium salıverme riskleri sağlam havalandırma sistemleri ve operasyonel kontroller talep eder. PWRs, aksine, borik asit yağışı için potansiyeli yönetmek gerekir.

Nükleer Proliferasyon ve Güvenli Muhafızlar Tahmin Ediyor

Prodüksiyon perspektifinden, hem reaktör türleri IAEA tarafından uygulanan titiz uluslararası korumalara tabidir. CANDU'nun doğal uranyum kullanımı ve sık sık güç reaktifleri, ısı dağılımı ve artan spontan nötron emisyonu nedeniyle, yüksek çözünürlükte kullanılan bir reaktörün yüksek çözünürlükte kullanılması durumunda, yüksek çözünürlükte kullanılan bir reaktörün yüksek oranda kullanılması anlamına gelir.

PWRs, düşük zenginleştirilmiş uranyum yakıtları ve uzun irradiasyon döngüleri ile, tomlu bir modda çalıştırılan silahlar için daha yüksek kalitede olan plutonyum üreterek, ancak tüm temel, reaktör tipine bağlı olarak kapalı bir gemide bulunur. IAEA'nın kontrolleri ve mühürleri, uzaktan izleme ile birlikte, etkili bir şekilde deter diversiyonlar ile birlikte, gelecekteki prodüktif yakıt döngüleri için uygun olarak kullanılabilir.

Ekonomik ve İnşaat Faktörleri

CANDU vs. PWR ekonomisi uzun süredir tartışılmıştır. CANDU'nun büyük bir baskı gemisinin yokluğu ve ünite başına 400 milyon dolara kadar üretime izin veren sayısız bireysel baskı tüplerine güvenmektedir - ve devam eden tritium geri yükleme ve ağır su tasarrufu gerektirir. Erken kano ve enerji kaynaklarına katkıda bulunur; ancak, ağır su maliyeti - 2000 yılında yapılan Qshans programına benzer şekilde son derece önemli bir sermaye maliyeti - ve devam eden tritium geri yükleme ve ağır su tasarrufu gerektirir.

PWRs, devasa küresel standardizasyondan faydalanıyor: Batı'daki tedarik zinciri, özellikle ilk başta üretilen buhar jeneratörleri ve reaktör içleri iyi kurulmuş.Sonuç olarak, son Gen III+ PWR tasarımları modüler inşaat ve mülk sahibi olmayı hedefliyor. Bununla birlikte, Batı'daki yeni inşa PWR'ler özellikle de önemli maliyet artışları yaşadılar, özellikle de ekonomik piyasaların maliyetlerinden yüksek oranda düşük maliyetle tahminleri yüksek oranda arttı.

Atık Yönetimi ve Dekommisyon

CANDU ve PWR'den nükleer yakıt, üretilen elektrik miktarına göre yüksek seviyedeki atıklardır, ancak aynı enerji çıkışı için PWR toplantılarına kıyasla daha düşük yakıt paketleri (tipik olarak 7-10 GWd/tU ile 45–60 GWd/tU ile PWR) daha küçük ve daha basit bir şekilde, elektrik üretimine karşı yapılan elektrik hacminin daha uzun süreli olması anlamına gelir.

Dekommisyon stratejileri de biraz farklı şekilde farklılaşıyor. Multi-channel CANDU tasarımı, fazlı dismantling için izin veriyor, çünkü bireysel tüpler yakıtlı ve ağır sular nispeten kolay bir şekilde boşaltılabilir. calandria'nın düşük basınçlı bileşenlerinin, Amerika Birleşik Devletleri'nde (örneğin, Yankee, Rowe PWR) ve Avrupa'nın pahalıya mal olan bazı birimleriyle yönetilebilir.

Global Deployment ve Future Trendleri

PWRs, özellikle Batı'dan tasarımlarla, EDF, Rosatom ve Çin satıcılarından gelen tasarımlarla, tanıdıklık, lisanslamalar nedeniyle evrimsel PWR'leri ezici bir şekilde seçer ve düzenleyici çerçeveler kurdu. CANDU reaktörleri, sayıda daha az (yaklaşık 50 birim inşaatta veya inşaatta) daha yüksek kapasitelere yükseltilir ve teknoloji, 700 MWR'nin baskıcılaşmasına devam eder.

Gelişmiş ağır su kavramları pasif güvenlik özelliklerini entegre eder ve daha büyük yakıt döngüsü esnekliğini hedefler. Kanada'nın küçük modüler reaktörlere olan ilgisini (SMRs) Integral Molten Salt Reaktör gibi ağır su soğutmalı tasarımları içerir, ancak aynı zamanda hafif su SMRsleri, bu arada, PWR tabanlı SMRs NuScale Power Modülleri de büyük yatırım ve lisanslama ilerlemelerini sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

CANDU ve Basınlı Su Reaktörü rakipleri farklı ulusal stratejilerden doğan tamamlayıcı çözümler değil, doğal kaynak talepleri ve endüstriyel yetenekleri. CANDU'nun ağır su değiştiricisi ve doğal uranyum yakıt döngüsü, zenginleştirme bağımlılığını azaltan nötron verimliliği ve yakıt esnekliği sağlar, ancak yüksek enerji tasarrufu sağlar. PWR'ler, daha sonra yenilenebilir enerji tasarrufu sağlar ve daha sonra güvenilir bir şekilde yenilenebilir enerji tasarrufu sağlar.