가압 물 반응기

주요 기사:수동 핵 안전

가압 물 반응기는 모든 열 반응기 설계와 마찬가지로 핵연료와 상호 작용하고 연쇄 반응을 유지하기 위해 빠른 핵분열 중성자가 느려지도록 요구합니다(중재 또는 열화라고 불리는 과정). 중성자가 물 속의 가벼운 수소 원자와 여러 번 충돌하여 물 속에서의 속도를 잃게함으로써 냉각수가 중재자로 사용됩니다. 중성자의 이러한”중재”는 물이보다 밀도가 높을 때 더 자주 발생합니다(더 많은 충돌이 발생합니다). 따라서 중성자가 느려지는 정도를 줄이고 반응기의 반응성을 감소—온도 상승은 물 분자 사이의 큰’간격’을 제공하고 열화의 가능성을 감소,물 팽창을 일으킬 수 있기 때문에,중재자로 물 사용의 중요한 안전 기능입니다. 따라서 반응성이 정상 이상으로 증가하면 중성자의 감소 된 절제는 연쇄 반응을 늦추어 열을 덜 생성합니다. 반응성의 음의 온도 계수로 알려진 이 특성은 삼일 원자로를 매우 안정하게 만듭니다. 이 과정을’자체 조절’,즉 냉각수가 더 뜨거워 질수록 플랜트의 반응성이 떨어지며,그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 따라서 식물은 제어봉의 위치에 의해 놓인 주어진 온도의 주위에 통제합니다.

체르노빌에서 물 대신 흑연을 중재자로 사용하고 물 대신 물 대신 끓는 물을 냉각제로 사용하는 반응성 설계는 냉각수 온도가 상승하면 열 발생을 증가시키는 큰 양의 열 반응 계수를 가지고 있습니다. 이 가압 물 반응기보다 덜 안정적 인 디자인을합니다. 중재자 역할을 할 때 중성자를 늦추는 속성 외에도 물에는 중성자를 흡수하는 속성이 있지만 정도는 적습니다. 냉각수 물 온도가 증가 할 때,비등 증가,이는 공극을 생성. 따라서 흑연 중재자에 의해 이미 둔화 된 열 중성자를 흡수하는 물 이 적어서 반응성이 증가합니다. 이 속성은 반응성의 공극 계수라고하며,체르노빌과 같은 원자로에서 공극 계수는 양수이며 상당히 커서 빠른 과도 현상을 일으 킵니다.이 설계 특성은 일반적으로 체르노빌 재해의 여러 원인 중 하나로 간주됩니다.

중수는 중성자 흡수율이 매우 낮기 때문에 중수로는 양의 공극 계수를 갖는 경향이 있지만 캔두 반응기 설계는 물 물이없는 천연 우라늄을 사용하여이 문제를 완화합니다.왜냐하면,만약 중도가 포화 상태에 가깝다면,중재자/냉각수의 밀도가 감소하면 중성자 흡수가 크게 감소할 수 있고,중도는 약간만 감소하여 공극 계수가 양수가 될 수 있기 때문이다.물량이나 밀도가 증가되어 중도를 더욱 증가시킬 수 있다. 또한,가벼운 물 실제로 중 물 보다 중성자의 다소 강한 중재자,비록 중 물 중성자 흡수 훨씬 낮은. 이 두 가지 사실 때문에 경수 원자로는 상대적으로 작은 중재자 물량을 가지므로 컴팩트 한 코어를 가지고 있습니다. 한 차세대 디자인,초 임계 물 반응기는 훨씬 덜 검토된다. 즉,더 많은 핵분열이 중성자 흡수에 실패하고 대신 중성자를 포획하여 더 무거운 비분열 성 동위 원소가되어 하나 이상의 중성자를 낭비하고 무거운 초우라닉 악티늄의 축적을 증가 시키며,그 중 일부는 반감기가 길다.

연료편집

주요 기사:핵연료
연료 번들 이 연료 번들은 원자력 여객 및 화물선의 가압 물 반응기에서 나온 것입니다. 설계 및 밥콕에 의해 만들어진&윌콕스.

농축 후,이산화 우라늄(우오
2)분말은 고온의 소결로에서 발사되어 농축 이산화 우라늄의 단단한 세라믹 펠릿을 만듭니다. 원통 모양 펠릿은 열전도를 원조하고 누설을 검출하기 위하여 헬륨으로 다시 채워지는 부식 저항하는 지르코늄 금속 합금 지르코알로에서 그 때 입힙니다. 지르칼로이는 그것의 기계적 성질 및 그것의 낮은 흡수 단면 때문에 선택됩니다. 완성 된 연료봉은 다음 원자로의 핵심을 구축하는 데 사용되는 연료 번들라는 연료 어셈블리에 그룹화됩니다. 일반적인 삼일방전기는 각각 200~300 개의 막대로 구성된 연료 어셈블리를 가지고 있으며,대형 원자로는 모두 80~100 톤의 우라늄을 가진 약 150~250 개의 어셈블리를 가질 것입니다. 일반적으로,연료 번들로 구성은 연료의 막대에 묶 14×14 17×17. 1,600 평방 킬로미터의 순서로 생산. 삼일 연료 번들은 길이가 약 4 미터입니다.

대부분의 상업용 연료 보급은 18-24 개월 주기입니다. 코어의 약 1/3 은 각 급유를 대체하지만 좀 더 현대적인 급유 방식은 급유 시간을 며칠로 줄이고 급유가 더 짧은 주기성으로 발생할 수 있습니다.증기의 흐름 증가 또는 감소로 인한 온도 변화의 반응성 피드백으로 인한 증기(터빈)수요로 볼 수 있습니다. (참조:음의 온도 계수.)붕소 및 카드뮴 제어봉은 원하는 지점에서 1 차 시스템 온도를 유지하는 데 사용됩니다. 힘을 줄이기 위하여는,통신수는 닫은 터빈 인레트 벨브를 조절합니다. 이 적은 증기 증기 발생기에서 그려지는 귀 착될 것 이다. 그 결과 1 차 루프가 온도가 상승합니다. 온도가 높을수록 1 차 원자로 냉각수의 밀도가 감소하여 중성자 속도가 빨라지고 핵분열이 줄어들고 물 출력이 감소합니다. 힘의 이 감소는 그것의 이전 정상 상태 가치에 돌려보내는 1 차적인 체계 온도 결국 귀착될 것입니다. 작업자는 붕산의 첨가 및/또는 제어봉의 이동에 의해 정상 상태 작동 온도를 제어 할 수있다.

대부분의 상업용 원자로에서 연료가 연소됨에 따라 100%전력을 유지하기위한 반응성 조정은 일반적으로 1 차 반응기 냉각제에 용해 된 붕산의 농도를 변화시킴으로써 달성됩니다. 붕소는 중성자를 쉽게 흡수하고 반응기 냉각제에서의 농도를 증가 또는 감소시킴으로써 그에 상응하여 중성자 활성에 영향을 미칠 것이다. 고압 펌프(일반적으로 충전 및 리 다운 시스템이라고 함)를 포함하는 전체 제어 시스템은 고압 1 차 루프에서 물을 제거하고 다른 농도의 붕산으로 물 다시 물 주입이 필요합니다. 원자로 용기 헤드를 통해 연료 다발에 직접 삽입되는 원자로 제어봉은 다음과 같은 이유로 이동합니다:원자로를 가동하고,원자로에서 1 차 핵반응을 차단하고,터빈의 부하 변화와 같은 단기간의 과도 현상을 수용하기 위해,

제어봉은 또한 핵 독 인벤토리를 보상하고 핵연료 고갈을 보상하는 데 사용될 수 있습니다. 그러나,이 효력은 1 차적인 냉각액 붕소 산 농도를 바꾸어서 보통 수용됩니다.

이와는 대조적으로,반응기 냉각제에는 붕소가 없으며 반응기 냉각제 유량을 조절하여 반응기 동력을 제어한다.

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