Cov cuab yeej thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab hluav taws xob nuclear yog ua raws li kev pib thiab kev tswj hwm ntawm tus kheej cov tshuaj tiv thaiv nuclear. Nws yog siv los ua cov cuab yeej tshawb fawb, rau kev tsim cov hluav taws xob isotopes, thiab ua lub zog rau cov nroj tsuag hluav taws xob nuclear.
Nuclear reactor: nws ua haujlwm li cas (luv luv)
Ntawm no, cov txheej txheem ntawm nuclear fission yog siv, nyob rau hauv uas ib tug hnyav nucleus tawg mus rau hauv ob lub me me. Cov fragments no nyob rau hauv lub xeev zoo siab heev thiab emit neutrons, lwm yam subatomic hais thiab photons. Neutrons tuaj yeem ua rau cov fissions tshiab, vim tias muaj ntau cov neutrons tawm, thiab lwm yam. Xws li ib tug nruam nws tus kheej-sustaining series ntawm splits yog hu ua ib tug saw cov tshuaj tiv thaiv. Nyob rau tib lub sijhawm, ntau lub zog raug tso tawm, kev tsim tawm uas yog lub hom phiaj ntawm kev siv hluav taws xob nuclear.
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab hluav taws xob nuclear thiab lub tshuab hluav taws xob nuclear yog li hais tias kwv yees li 85% ntawm lub zog fission raug tso tawm hauv lub sijhawm luv luv tom qab pib cov tshuaj tiv thaiv. Tus so yog tsim nyob rau hauvqhov tshwm sim ntawm radioactive decay ntawm fission khoom tom qab lawv tau emission neutrons. Radioactive decay yog tus txheej txheem uas ib tug atom mus txog ib tug ruaj khov lub xeev. Nws tseem txuas ntxiv txawm tias tom qab kev faib ua tiav.
Nyob rau hauv lub foob pob atomic, cov tshuaj tiv thaiv kab mob nce ntxiv mus txog thaum feem ntau ntawm cov khoom sib cais. Qhov no tshwm sim sai heev, ua kom muaj zog heev tawg yam ntxwv ntawm xws li foob pob. Cov cuab yeej thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab hluav taws xob nuclear yog raws li kev tswj xyuas cov tshuaj tiv thaiv kab mob ntawm kev tswj hwm, yuav luag tas li. Nws yog tsim los ntawm txoj kev uas nws tsis tuaj yeem tawg zoo li lub foob pob atomic.
Cov tshuaj tiv thaiv thiab kev thuam
Lub physics ntawm lub nuclear fission reactor yog cov saw hlau cov tshuaj tiv thaiv yog txiav txim los ntawm qhov tshwm sim ntawm nuclear fission tom qab emission ntawm neutrons. Yog hais tias cov pej xeem ntawm tom kawg txo qis, ces qhov fission tus nqi nws thiaj li poob mus rau xoom. Hauv qhov no, lub reactor yuav nyob rau hauv lub xeev subcritical. Yog tias cov pej xeem ntawm cov neutrons tau khaws cia nyob rau theem tsis tu ncua, ces tus nqi fission yuav nyob ruaj khov. Lub reactor yuav nyob rau hauv qhov tseem ceeb. Thiab thaum kawg, yog tias cov pej xeem ntawm neutrons loj hlob nyob rau lub sijhawm, tus nqi fission thiab lub zog yuav nce ntxiv. Lub hauv paus yuav dhau los ua supercritical.
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab hluav taws xob nuclear yog raws li hauv qab no. Ua ntej nws tso tawm, cov neeg neutron nyob ze rau xoom. Cov neeg ua haujlwm tom qab ntawd tshem cov pas nrig tswj ntawm lub hauv paus, ua kom muaj kev sib tsoo nuclear, uas txhais tau ib ntus.reactor rau supercritical xeev. Tom qab ncav lub nominal hwj chim, cov neeg ua hauj lwm ib nrab rov qab tswj rods, kho tus naj npawb ntawm neutrons. Nyob rau hauv lub neej yav tom ntej, lub reactor yog khaws cia nyob rau hauv ib tug tseem ceeb lub xeev. Thaum nws yuav tsum tau nres, cov neeg ua haujlwm ntxig cov pas nrig tag. Qhov no suppresses fission thiab coj cov tub ntxhais mus rau lub xeev subcritical.
Type of reactors
Feem ntau ntawm lub ntiaj teb kev teeb tsa nuclear yog lub zog tsim hluav taws xob, tsim cov cua sov uas xav tau los tig cov turbines uas tsav lub tshuab hluav taws xob hluav taws xob. Kuj tseem muaj ntau qhov kev tshawb fawb reactors, thiab qee lub tebchaws muaj nuclear-powered submarines lossis cov nkoj ntog.
Power nroj tsuag
Muaj ntau hom reactors ntawm hom no, tab sis lub teeb dej tsim tau pom dav siv. Nyob rau hauv lem, nws muaj peev xwm siv tau cov dej pressurized los yog boiling dej. Nyob rau hauv thawj rooj plaub, cov kua nyob rau hauv lub siab yog rhuab los ntawm lub tshav kub ntawm cov tub ntxhais thiab nkag mus rau lub chav generator. Nyob ntawd, lub tshav kub ntawm lub hauv paus Circuit Court yog hloov mus rau theem nrab, uas kuj muaj dej. Qhov kawg tsim cov chav ua haujlwm ua cov kua dej ua haujlwm hauv lub voj voog turbine.
Lub tshuab hluav taws xob boiling ua haujlwm ntawm lub hauv paus ntsiab lus ntawm lub voj voog hluav taws xob ncaj qha. Dej, dhau los ntawm thaj chaw nquag, raug coj mus rau qhov kub ntawm qhov nruab nrab siab. Saturated steam dhau los ntawm cov khoom sib cais thiab cov tshuab ziab khaub ncaws nyob rau hauv lub reactor nkoj, uas coj nws mus rausuperheated xeev. Tom qab ntawd cov dej vapor superheated yog siv los ua cov dej ua haujlwm los tig lub turbine.
High Temperature Gas Cooled
Lub Kub Kub Kub Kub Roj Txias Reactor (HTGR) yog lub tshuab hluav taws xob nuclear uas nws txoj haujlwm ua haujlwm yog raws li kev siv cov graphite thiab roj microspheres ua roj. Muaj ob txoj kev sib tw:
- German "filler" system uas siv 60 hli txoj kab uas hla spherical roj hlwb, uas yog sib xyaw ntawm graphite thiab roj hauv lub plhaub graphite;
- American version nyob rau hauv daim ntawv ntawm graphite hexagonal prisms uas cuam tshuam los tsim ib qho chaw nquag.
Nyob rau hauv ob qho tib si, lub coolant muaj helium ntawm lub siab ntawm txog 100 cua. Hauv German system, helium dhau los ntawm qhov khoob hauv cov txheej txheem ntawm cov roj kheej kheej, thiab hauv Asmeskas cov txheej txheem, los ntawm cov qhov hauv graphite prisms nyob rau hauv axis ntawm lub hauv paus cheeb tsam ntawm lub reactor. Ob qho kev xaiv tuaj yeem ua haujlwm ntawm qhov kub thiab txias, vim tias graphite muaj qhov kub sublimation siab heev, thaum helium yog cov tshuaj tsis muaj zog. Kub helium tuaj yeem siv ncaj qha raws li cov kua dej ua haujlwm hauv cov roj turbine ntawm qhov kub thiab txias, lossis nws cov cua sov tuaj yeem siv los tsim cov dej voj voog.
kua hlau nuclear reactor: tswvyim thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm
Neutron reactors ceev nrog sodium coolant tau txais kev mloog ntau hauv xyoo 1960 thiab 1970s. CesNws zoo nkaus li tias lawv lub peev xwm los tsim cov roj nuclear nyob rau yav tom ntej yog qhov tsim nyog rau kev tsim cov roj rau kev lag luam loj hlob sai. Thaum nws pom tseeb hauv xyoo 1980 tias qhov kev cia siab no tsis muaj tseeb, qhov kev txaus siab ploj mus. Txawm li cas los xij, ntau lub reactors ntawm hom no tau tsim nyob rau hauv Asmeskas, Russia, Fabkis, Great Britain, Nyiv thiab lub teb chaws Yelemees. Feem ntau ntawm lawv khiav ntawm uranium dioxide los yog nws sib tov nrog plutonium dioxide. Hauv Tebchaws Meskas, txawm li cas los xij, qhov kev vam meej tshaj plaws tau nrog cov roj siv hlau.
CANDU
Canada tau tsom mus rau nws cov kev siv zog ntawm cov reactors uas siv cov uranium ntuj. Qhov no tshem tawm qhov kev xav tau ntawm nws txoj kev txhawb nqa mus rau kev pabcuam ntawm lwm lub tebchaws. Qhov tshwm sim ntawm txoj cai no yog deuterium-uranium reactor (CANDU). Kev tswj thiab txias hauv nws yog nqa los ntawm cov dej hnyav. Cov cuab yeej thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab hluav taws xob nuclear yog siv lub tank nrog txias D 2 O ntawm atmospheric siab. Cov tub ntxhais yog pierced los ntawm cov kav dej ua los ntawm zirconium alloy nrog ntuj uranium roj, los ntawm qhov hnyav dej txias nws. Hluav taws xob yog tsim los ntawm kev hloov cov cua sov ntawm fission nyob rau hauv cov dej hnyav rau cov coolant uas yog circulated los ntawm lub chav generator. Cov chav nyob hauv lub voj voog thib ob ces dhau los ntawm lub voj voog ib txwm muaj.
Tshawb nrhiav kev teeb tsa
Rau kev tshawb fawb, lub tshuab hluav taws xob nuclear feem ntau yog siv, lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev siv dej txias thiablamellar uranium roj ntsiab nyob rau hauv daim ntawv ntawm cov rooj sib txoos. Muaj peev xwm ua haujlwm dhau ntawm ntau theem ntawm lub zog, los ntawm ob peb kilowatts mus rau pua pua megawatts. Txij li thaum lub zog tsim hluav taws xob tsis yog lub luag haujlwm tseem ceeb ntawm kev tshawb fawb reactors, lawv yog tus cwj pwm los ntawm lub zog thermal, qhov ntom ntom thiab lub zog nominal ntawm neutrons hauv cov tub ntxhais. Nws yog cov kev txwv no uas pab txhawm rau txheeb xyuas lub peev xwm ntawm kev tshawb fawb reactor los ua cov kev tshawb fawb tshwj xeeb. Lub tshuab hluav taws xob qis feem ntau yog siv hauv tsev kawm qib siab rau kev qhia lub hom phiaj, thaum lub tshuab hluav taws xob siab xav tau hauv R & D labs rau cov khoom siv thiab kev ntsuas kev ua tau zoo thiab kev tshawb fawb dav dav.
Qhov kev tshawb fawb ntau tshaj plaws ntawm lub tshuab hluav taws xob nuclear, cov qauv thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm uas yog raws li hauv qab no. Nws lub active cheeb tsam yog nyob rau hauv qab ntawm ib tug loj lub pas dej ua ke sib sib zog nqus dej. Qhov no ua kom yooj yim rau kev soj ntsuam thiab kev tso chaw ntawm cov channel uas cov kab hluav taws xob neutron tuaj yeem raug coj mus. Nyob rau theem qis zog, tsis tas yuav los ntshav lub coolant, vim hais tias lub ntuj convection ntawm lub coolant muab txaus tshav kub dissipation kom muaj kev nyab xeeb kev khiav hauj lwm. Lub tshav kub exchanger feem ntau yog nyob rau saum npoo los yog saum lub pas dej ua ke uas cov dej kub accumulates.
Nkoj installation
Thawj thiab tseem ceeb ntawm kev siv nuclear reactors yog nyob rau hauv submarines. Lawv lub ntsiab kom zoo dua yoguas, tsis zoo li fossil fuel combustion systems, lawv tsis xav tau huab cua los tsim hluav taws xob. Yog li ntawd, ib tug nuclear submarine yuav nyob twj ywm submerged rau lub sij hawm ntev, thaum ib tug pa diesel-hluav taws xob submarine yuav tsum tau ib ntus nce mus rau saum npoo los pib nws engine nyob rau hauv cov huab cua. Nuclear hwj chim muab lub tswv yim zoo rau cov nkoj ntawm Navy. Nws tshem tawm qhov yuav tsum tau refuel ntawm cov chaw nres nkoj txawv teb chaws lossis los ntawm cov tsheb thauj neeg tsis zoo.
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab hluav taws xob nuclear ntawm lub nkoj nkoj tau muab cais tawm. Txawm li cas los xij, nws paub tias hauv Tebchaws Meskas nws siv cov uranium uas muaj txiaj ntsig zoo, thiab ua kom qeeb thiab txias yog ua los ntawm cov dej teeb. Kev tsim qauv ntawm thawj lub reactor ntawm nuclear submarine USS Nautilus tau cuam tshuam los ntawm cov chaw tshawb fawb muaj zog. Nws cov yam ntxwv tshwj xeeb yog qhov loj heev reactivity margin, uas ua kom lub sijhawm ntev ntawm kev ua haujlwm tsis muaj refueling thiab muaj peev xwm rov pib dua tom qab nres. Lub chaw nres tsheb fais fab hauv subs yuav tsum nyob ntsiag to kom tsis txhob pom. Txhawm rau ua kom tau raws li cov kev xav tau tshwj xeeb ntawm cov chav sib txawv ntawm cov submarines, cov qauv sib txawv ntawm cov chaw tsim hluav taws xob tau tsim.
Cov neeg tsav dav hlau hauv US Navy siv lub tshuab hluav taws xob nuclear, lub hauv paus ntsiab lus uas ntseeg tau tias yuav qiv los ntawm cov nkoj loj tshaj plaws. Cov ntsiab lus ntawm lawv cov qauv tseem tsis tau tso tawm.
Ntxiv rau Asmeskas, UK, Fabkis, Russia, Tuam Tshoj thiab Is Nrias teb muaj cov nkoj nkoj hauv nkoj. Nyob rau hauv txhua rooj plaub, tus qauv tsim tsis tau nthuav tawm, tab sis nws ntseeg tau tias lawv txhua tus zoo sib xws - qhov noyog qhov tshwm sim ntawm tib qhov yuav tsum tau ua rau lawv cov yam ntxwv technical. Russia kuj muaj ib lub nkoj me me ntawm nuclear-powered icebreakers uas muaj tib lub reactors li Soviet submarines.
Industrial installations
Rau kev tsim riam phom-qib plutonium-239, siv lub tshuab hluav taws xob nuclear, lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev tsim khoom siab nrog qib qis ntawm lub zog tsim khoom. Qhov no yog vim qhov tseeb tias kev nyob ntev ntawm plutonium nyob rau hauv cov tub ntxhais ua rau lub tsub zuj zuj ntawm tsis xav tau 240 Pu.
Tritium production
Tam sim no, cov khoom tseem ceeb uas tsim los ntawm cov tshuab no yog tritium (3 H lossis T), tus nqi rau cov foob pob hluav taws. Plutonium-239 muaj ib nrab-lub neej ntev ntawm 24,100 xyoo, yog li lub teb chaws nrog nuclear riam phom arsenals siv lub caij no yuav muaj ntau tshaj li qhov lawv xav tau. Tsis zoo li 239 Pu, tritium muaj ib nrab-lub neej ntawm kwv yees li 12 xyoo. Yog li, txhawm rau tswj hwm cov khoom siv tsim nyog, lub xov tooj cua isotope ntawm hydrogen yuav tsum tau ua tas li. Hauv Teb Chaws Asmeskas, Savannah River, South Carolina, piv txwv li, muaj ntau lub tshuab dej hnyav uas tsim cov tritium.
floating power units
Nuclear reactors tau tsim los uas tuaj yeem muab hluav taws xob thiab chav cua sov rau cov chaw nyob deb. Hauv Russia, piv txwv li, tau pom daim ntawv thovCov chaw tsim hluav taws xob me tshwj xeeb tsim los pab cov zej zog Arctic. Hauv Suav teb, 10 MW HTR-10 cov nroj tsuag muab cua sov thiab lub zog rau lub koom haum tshawb fawb uas nws nyob. Lub tshuab hluav taws xob me me uas muaj peev xwm zoo sib xws tau tsim hauv Sweden thiab Canada. Nyob nruab nrab ntawm 1960 thiab 1972, Teb Chaws Asmeskas Tub Rog tau siv cov khoom siv dej me me los ua lub zog rau cov chaw taws teeb hauv Greenland thiab Antarctica. Lawv tau hloov los ntawm cov chaw tsim hluav taws xob roj hluav taws xob.
Space exploration
Tsis tas li ntawd, cov reactors tau tsim los rau lub zog thiab kev txav mus los hauv qhov chaw sab nraud. Nyob nruab nrab ntawm 1967 thiab 1988, lub Soviet Union tau teeb tsa me me nuclear kev teeb tsa ntawm Kosmos satellites rau cov khoom siv hluav taws xob thiab telemetry, tab sis txoj cai no tau dhau los ua lub hom phiaj rau kev thuam. Tsawg kawg yog ib qho ntawm cov satellites nkag mus rau hauv lub ntiaj teb huab cua, ua rau muaj hluav taws xob sib kis ntawm thaj chaw deb ntawm Canada. Tebchaws Asmeskas tau tsim tsuas yog ib lub xov tooj cua siv hluav taws xob nuclear hauv xyoo 1965. Txawm li cas los xij, tej yaam num rau lawv siv nyob rau hauv qhov sib sib zog nqus ya davhlau, manned kev tshawb fawb ntawm lwm cov ntiaj chaw, los yog nyob rau hauv ib tug mus tas li lunar puag tseem yuav tsim. Nws yuav tsum yog cov roj-txias lossis kua-hlau nuclear reactor, lub hauv paus ntsiab lus ntawm lub cev uas yuav muab qhov kub siab tshaj plaws uas tsim nyog los txo qhov loj ntawm lub radiator. Tsis tas li ntawd, qhov chaw reactor yuav tsum tau ua kom zoo li qhov ua tau kom txo qis cov khoom siv raushielding, thiab txo qhov hnyav thaum lub sij hawm tso tawm thiab chaw ya davhlau. Cov roj cia yuav ua kom muaj kev ua haujlwm ntawm lub reactor rau tag nrho lub sijhawm ntawm qhov chaw ya davhlau.
