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
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.