Yang pertama nuklear reaktor dirancang untuk digunakan dalam bom untuk menghasilkan 239Pu. Selepas itu, reaktor ini digunakan untuk tujuan yang berbeza seperti penjanaan elektrik dan juga digunakan dalam mendorong kapal untuk menghasilkan radioisotop dan membekalkan haba. Terdapat pelbagai jenis reaktor nuklear yang terdapat dalam reka bentuk yang berbeza di mana penjanaan tenaga di reaktor ini bergantung terutamanya pada pembelahan nuklear. Reaktor yang sering digunakan ialah PWR (Reaktor Air Bertekanan), BWR (Reaktor Air Mendidih) & PHWR (Reaktor Air Berat Tekanan). Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan mengenai reaktor nuklear, komponen dan jenisnya.
Apa itu Reaktor Nuklear?
Definisi: Reaktor nuklear adalah sistem penting dalam nuklear Jana kuasa . Mereka merangkumi reaksi pembuangan nuklear untuk menghasilkan haba menggunakan kaedah yang disebut pembelahan. Haba yang dihasilkan dapat digunakan untuk membuat wap untuk berputar a turbin . Supaya elektrik dapat dihasilkan. Secara global, terdapat ratusan reaktor komersial di sana, di mana 90 reaktor berada di AS. Jadi tenaga nuklear adalah salah satu sumber tenaga terbesar untuk elektrik yang boleh dipercayai dan bebas karbon.
Bagaimana Reaktor Nuklear Berfungsi?
Fungsi utama reaktor nuklear adalah untuk mengawal pembelahan nuklear. Prinsip kerja reaktor nuklear adalah pembelahan nuklear dan ia adalah salah satu kaedah yang digunakan untuk membelah atom untuk menjana elektrik. Reaktor nuklear menggunakan uranium yang akan diproses menjadi pelet seramik kecil & ditumpuk bersama menjadi batang bahan bakar. Pemasangan bahan bakar dapat dibentuk oleh sekumpulan batang bahan bakar di atas 200. Biasanya, teras reaktor boleh dibuat melalui unit ini berdasarkan tahap daya.
Di dalam kapal reaktor nuklear, batang bahan bakar diletakkan di dalam air. Sehingga dapat bertindak seperti penyejuk dan juga mediator untuk membantu sambil mengurangkan kelajuan neutron. Neutron ini dapat dihasilkan melalui pembelahan untuk mengekalkan tindak balas rantai.
Selepas itu, batang kawalan boleh diletakkan ke dalam teras reaktor untuk mengurangkan kadar tindak balas. Haba yang dihasilkan melalui proses pembelahan dapat menjadikan air menjadi wap untuk memutar turbin untuk menghasilkan elektrik bebas karbon.
Komponen
Yang penting komponen reaktor nuklear terutamanya merangkumi perkara berikut. Gambar rajah reaktor nuklear ditunjukkan di bawah.
Rajah Blok Reaktor Nuklear
- Teras
- Pemantul
- Batang Kawalan
- Moderator
- Penyejuk
- Turbin
- Pembendungan
- Menara Penyejuk
- Melindungi
Teras
Inti dalam reaktor merangkumi bahan api nuklear untuk menghasilkan haba. Ia merangkumi uranium dengan sistem kawalan & bahan struktur yang kurang diperkaya. Bentuk inti adalah silinder bulat dengan diameter 5 hingga 15 meter. Inti merangkumi sebilangan pin bahan bakar individu.
Pemantul
Reflektor disusun di sekitar teras untuk meniru bahagian belakang neutron yang meluap dari permukaan inti.
Batang Kawalan
Batang kawalan reaktor nuklear direka dengan unsur jisim berat. Fungsi utama ini adalah untuk menyerap neutron. Sehingga dapat meneruskan atau menghentikan reaksi. Contoh utama batang ini ialah plumbum, kadmium, dll.
Batang ini digunakan terutamanya untuk memulakan reaktor, mengekalkan reaksi pada tahap yang tetap, dan mematikan reaktor.
Moderator
Fungsi utama moderator dalam reaktor nuklear adalah untuk melambatkan neutron dari tahap tenaga tinggi dan juga halaju tinggi. Sehingga ada kemungkinan neutron memukul batang bahan bakar akan meningkat.
Moderator moden yang digunakan pada masa ini terutamanya meliputi air H2o, air berat D2o, Beryllium, dan Graphite. Sifat moderator adalah kestabilan terma tinggi, kestabilan radiasi & kimia, tidak menghakis, dll.
Penyejuk
Bahan yang digunakan untuk memindahkan haba dari bahan bakar ke turbin melalui inti seperti air, natrium cair, air berat, helium, atau sesuatu yang lain dikenal sebagai penyejuk. Ciri penyejuk terutamanya merangkumi takat lebur rendah, takat didih tinggi, tidak beracun, kurang kelikatan, kestabilan sinaran & kimia, dll. Penyejuk yang biasa digunakan adalah Hg, He, Co2, H2o.
Turbin
Fungsi utama turbin adalah untuk memindahkan tenaga haba dari alat penyejuk ke elektrik.
Pembendungan
Pengasingan memisahkan reaktor nuklear dari persekitarannya. Secara amnya, ini boleh didapati dalam bentuk kubah dan direka dengan konkrit bertetulang tinggi dan besi.
Menara Penyejuk
Ini digunakan oleh beberapa jenis pembangkit tenaga untuk meletakkan lebihan haba yang tidak dapat diubah menjadi tenaga panas kerana undang-undang termodinamik. Menara ini adalah simbol hiperbolik untuk tenaga nuklear. Menara ini dapat menghasilkan wap air tawar.
Melindungi
Ia melindungi lelaki yang bekerja dari kesan sinaran. Dalam proses pembelahan, zarah seperti alfa, beta, gamma, neutron cepat & lambat dapat terbentuk. Oleh itu, untuk memberi keselamatan daripadanya, lapisan tebal konkrit atau timah digunakan di sekitar reaktor. Zarah alfa & beta dapat dihentikan dengan menggunakan lapisan plastik atau logam tebal.
Jenis-Jenis Reaktor Nuklear
Di seluruh dunia, terdapat pelbagai jenis reaktor nuklear yang ada. Berdasarkan reka bentuknya, ia menggunakan Uranium dengan kepekatan yang berbeza digunakan untuk bahan bakar, moderator untuk menunda proses pembelahan dan penyejuk ke pemindahan haba. Reaktor air PWR atau bertekanan adalah jenis reaktor yang paling biasa.
Reaktor Air PWR / Bertekanan
Jenis reaktor ini paling kerap digunakan di seluruh dunia. Ia menggunakan air biasa seperti penyederhana dan penyejuk. Dalam hal ini, penyejuk boleh diburu untuk menghentikannya daripada masuk ke wap untuk dikekalkan semasa proses. Pam yang kuat menggerakkan air menggunakan paip, memindahkan haba dari air mendidih dalam gelung sekunder. Wap yang dihasilkan mendorong penjana turbin untuk menjana elektrik.
Reaktor BWR / Air Mendidih
Dalam reaktor ini, perang ringan berfungsi seperti penyejuk dan juga penyederhana. Penyejuk disisihkan pada tekanan rendah untuk mendidih air. Wap boleh dibekalkan terus ke generator turbin untuk menjana elektrik.
Reaktor Air Berat Bertekanan
Ini juga dikenali sebagai reaktor jenis CANDU. Reaktor ini menandakan sekitar 12% reaktor nuklear di seluruh dunia. Ini digunakan terutamanya di semua stesen nuklear Kanada. Reaktor ini menggunakan air berat seperti penyejuk & moderator. Sebagai bahan bakar, ia menggunakan uranium semula jadi kerana, dalam reaktor air bertekanan, penyejuk dapat digunakan untuk mendidih air biasa dalam gelung yang berbeza.
Reaktor yang disejukkan dengan gas
Reaktor ini hanya digunakan di UK. Ini boleh didapati dalam dua jenis iaitu Magnox dan AGR (reaktor pendingin gas maju). Reaktor ini menggunakan C02 seperti penyejuk & grafit seperti moderator. Bahan bakar yang digunakan dalam Magnox adalah uranium semula jadi, di AGR, ia menggunakan uranium yang disempurnakan.
Reaktor Grafit Air Ringan
Reaktor ini digunakan di negara Rusia. Jadi reaktor ini menggunakan air biasa sebagai penyejuk & grafit seperti moderator. Dalam reaktor air mendidih, penyejuk mendidih ketika membekalkan ke seluruh reaktor. Wap yang dihasilkan akan dibekalkan terus ke generator turbin. Reka bentuk reaktor jenis LWG awal sering dikendalikan tanpa ciri keselamatan.
Reaktor Pembiak Pantas
Reaktor ini menggunakan neutron cepat untuk mengubah bahan seperti U238 dan Thorium232 menjadi bahan fisil untuk mengisi reaktor. Proses ini disatukan dengan kitar semula, yang mempunyai keupayaan untuk meningkatkan sumber bahan bakar nuklear yang dapat diakses. Reaktor ini beroperasi di Rusia.
Reaktor Modular Kecil
SMR moden direka terutamanya dari segi ekonomi. Reaktor ini berkembang untuk membekalkan elektrik ke grid elektrik kecil & mungkin untuk membekalkan haba untuk industri sumber. Reaktor ini juga dapat digunakan dalam grid yang lebih besar ketika permintaan meningkat.
Beberapa reaktor jenis SMR berada dalam tahap pengembangan yang sukar seperti sepenuhnya di bawah tanah, mengurangkan penggunaan tanah, keperluan kakitangan & keselamatan. Sebilangan reaktor ini mengandungi sistem keselamatan pasif yang berfungsi sehingga 4 tahun tanpa mengisi semula
Beberapa jenis reaktor lain adalah CANDU, Pembiak cepat, Thorium, Air mendidih, Air bertekanan, Prismatik, garam cair, Modular kecil, Penjana terma Radioisotop, reaktor Fusion, RBMK, Magnox, Pebble bed, Supercritical water-cooled, AES-2006 / Reaktor jenis VVER-1000, VHTR, HTGR, dan Research.
Kegunaan Reaktor Nuklear
The aplikasi reaktor nuklear sertakan perkara berikut
- Ini digunakan di loji tenaga nuklear untuk menjana elektrik & juga digunakan dalam pendorong laut nuklear.
- Loji tenaga nuklear membekalkan tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan tenaga elektrik.
- Ini mendorong baling-baling kapal sebaliknya untuk memutar poros penjana elektrik.
Oleh itu, ini semua berkaitan dengan gambaran keseluruhan reaktor nuklear . Begitu juga, terdapat pelbagai jenis reaktor nuklear komersial yang terdapat di seluruh dunia seperti Gas-cooled, Fast Neutron & Light Water Graphite, Air bertekanan, air mendidih, air berat bertekanan, dan reaktor pembiakan Cepat. Berikut adalah soalan untuk anda, apa bahan bakar yang digunakan dalam PHWR?
