Lò phản ứng hạt nhân nặng nề cANDU: Cách hoạt động

lò phản ứng hạt nhân CANDU được đặt tên bởi vì thiết kế lò phản ứng nước nặng đã được phát triển ở Canada - nó là viết tắt của CANada Deuterium Uranium. Deuterium là nguyên tố chính trong nước nặng, và Uranium là nhiên liệu được sử dụng trong lớp lò phản ứng này.

Các lò phản ứng hạt nhân nặng CANDU Toàn cầu

Tất cả 20 lò phản ứng hạt nhân của Canada đều có thiết kế CANDU. Các quốc gia khác có lò phản ứng CANDU bao gồm Argentina, Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc, Pakistan và Romania.

Ấn Độ cũng có 16 "dẫn xuất CANDU" hoặc các lò phản ứng nước nặng. 48 lò phản ứng CANDU và dẫn xuất CANDU bao gồm gần 11% lò phản ứng trên toàn thế giới.

Người ta ước tính rằng các nhà máy điện sử dụng thiết kế của CANDU tạo ra hơn 23.000 megawatts, khoảng 21% lượng điện năng sản xuất từ ​​năng lượng hạt nhân. Một megawatt nói chung đủ để cung cấp 750 căn hộ trung bình.

Các lò phản ứng hạt nhân nước nặng và các lò phản ứng hạt nhân nước nhẹ khác nhau về cách chúng tạo ra và quản lý vật lý phức tạp của sự phân hạch hạt nhân hay sự chia tách nguyên tử tạo ra năng lượng và sưởi ấm để tạo hơi để điều khiển máy phát điện. Các lò phản ứng hạt nhân đang được sử dụng ở U. S. đều là các thiết kế nước nhẹ. Một số khác biệt lớn khác biệt giữa các lò phản ứng nước nhẹ và thiết kế kiểm soát nước nặng của CANDU, bao gồm các tính năng thiết kế sau đây.

Cốt lõi của lò phản ứng CANDU được giữ trong một thùng hình trụ ngang, hình trụ gọi là calandria. Các kênh nhiên liệu chạy từ một đầu của calandria đến các đầu kia. Mỗi kênh trong calandria có hai ống đồng tâm. Ống ngoài là ống calandria và ống trong là ống áp suất. Ống trong giữ nhiên liệu và nước làm mát tăng áp.

Thiết kế này cho phép tiếp nhiên liệu trong quá trình vận hành.

Ngược lại, cốt lõi của lò phản ứng nước nhẹ là thẳng đứng và chứa các cụm nhiên liệu theo chiều dọc là các bó ống kim loại chứa đầy các viên nhiên liệu. Lõi lò phản ứng được giữ trong bình chứa.

Nhiên liệu:

Không giống như các lò phản ứng hạt nhân khác được thiết kế để sử dụng nhiên liệu urani làm giàu và nước nhẹ như là một người kiểm duyệt, các lò phản ứng nước nặng của CANDU sử dụng ôxit urani tự nhiên không giàu chất làm giàu, như là nhiên liệu và nước nặng. Người điều hành:

Người điều hành là vật chất trong lõi lò phản ứng làm chậm neutron phát ra từ phân hạch nên chúng gây ra sự phân hạch và duy trì phản ứng dây chuyền. Người điều hành trong các lò phản ứng nước nhẹ là nước thông thường, nhưng lò phản ứng nước nặng CANDU sử dụng nước nặng hoặc oxit deuterium, có công thức hóa học là D20.

Không giống như nước thông thường với thành phần hóa học quen thuộc của H20, nước nặng chứa hai nguyên tử deuterium.Không giống như hydro bình thường không có neutron và proton ở dạng phổ biến nhất, deuterium có một neutron ở trung tâm của nó.

Nước làm mát: Nước làm mát lưu thông qua cốt lõi lò phản ứng hạt nhân để truyền nhiệt ra khỏi nó và ngăn chặn sự tan chảy có thể ngăn cản sản xuất năng lượng. Người điều tiết nước cũng có chức năng làm mát đầu tiên trong các lò phản ứng nước nhẹ.

Lò phản ứng CANDU sử dụng chất làm nguội nước nhẹ hoặc nặng. Làm thế nào một lò phản ứng CANDU hoạt động để sản xuất điện

Chất làm mát nước nặng được bơm qua các ống lõi lò phản ứng trong một vòng khép kín. Các ống chứa các bó nhiên liệu để lấy nhiệt được tạo ra từ sự phân hạch hạt nhân diễn ra trong lõi. Vòng tuần hoàn nước nặng đi qua các máy tạo hơi, nơi nhiệt từ nước nặng đun sôi nước bình thường thành hơi nước áp suất cao. Nước nặng, bây giờ mát hơn, được lưu thông trở lại lò phản ứng khi chu trình tuần hoàn đóng vòng tiếp tục.

Hơi nước cao áp từ máy tạo hơi nước được đặt bên ngoài tòa nhà chứa lò phản ứng để tạo ra các tuabin thông thường. Những tuabin này sẽ điều khiển các máy phát điện để phân phối điện cho lưới điện. Các lò phản ứng hạt nhân là tách biệt với các thiết bị được sử dụng để sản xuất điện. Hơi nước ra khỏi tuabin được ngưng tụ trở lại trong nước và được bơm lại vào máy phát hơi nước.