• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
مطالب مرتبط
  • آشنایی با یک عنصر رادیواکتیو : رادیوم
    آشنایی با یک عنصر رادیواکتیو : رادیوم
    در این مطلب با عنصر رادیواکتیو رادیوم، خصوصیات اصلی آن و موارد مصرف آن آشنا خواهیم شد...
  • رادیواکتیویته
    رادیواکتیویته
    در این مقاله با انواع تابش رادیواکتیو آشنا خواهیم شد و خواص و ویژگی های آن ها را با هم به اجمال بررسی خواهیم کرد ...
  • آشکارسازی تابش رادیواکتیو و کاربردهای آن
    آشکارسازی تابش رادیواکتیو و کاربردهای آن
    بسياري از ايزوتوپ ها راديواکتيو هستند يعني ذرات با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتم هاي خود ساطع مي کنند. از آن ها مي توان براي دنبال کردن مسير مواد متحرکي که از ديد پنهان هستند ، مانند جريان خون در بدن يک بيمار در بيمارستان ، استفاده کرد.
عضویت در خبرنامه
  • تعداد بازديد :
  • 6021
  • دوشنبه 14/1/1391
  • تاريخ :

راکتورهای هسته ای

 

انواع راکتورها

 

راکتورهای هسته‌ای دستگاه‌ هایی هستند که در آن ها شکافت هسته‌ای کنترل شده رخ می‌دهد. راکتورها برای تولید انرژی الکتریکی و نیز تولید نوترون‌ها به کار می‌ روند. اندازه و طرح راکتور بر حسب کار آن متغیر است. در فرآیند شکافت یک نوترون بوسیله یک هسته سنگین (با جرم زیاد) جذب شده و به دنبال آن به دو هسته کوچک تر همراه با آزاد سازی انرژی و چند نوترون دیگر شکافته می‌شود.

 

انواع راکتورها

 

تاریخچه اولین انرژی کنترل شده ناشی از شکافت هسته در دسامبر ١٩٤٢ بدست آمد. با رهبری فرمی ساخت و راه اندازی یک پیل از آجرهای گرافیتی، اورانیوم و سوخت اکسید اورانیوم با موفقیت به نتیجه رسید. این پیل هسته‌ای، در زیر میدان فوتبال دانشگاه شیکاگو ساخته شد و اولین راکتور هسته‌ای فعال بود.

 

با وجود تنوع در راکتور‌ها ، تقریبا همه آن ها از اجزای یکسانی تشکیل شده‌اند. این اجزا شامل سوخت ، پوشش برای سوخت، کند کننده نوترون های حاصله از شکافت، خنک کننده‌ای برای حمل انرژی حرارتی حاصله از فرآیند شکافت ماده کنترل کننده برای کنترل نمودن میزان شکافت می‌باشد.

 

انواع راکتورها
 
سوخت هسته‌ای سوخت راکتورهای هسته‌ای باید به گونه‌ای باشد که متحمل شکافت حاصله از نوترون بشود. پنج نوکلئید شکافت پذیر وجود دارند که در حال حاضر در راکتورها بکار می‌روند.
 ٢٣٢Th ، ٢٣٣U ، ٢٣٥U ، ٢٣٨U ، ٢٣٩Pu . برخی از این نوکلئیدها برای شکافت حاصله از نوترون های حرارتی و برخی نیز برای شکافت حاصل از نوترون های سریع می‌باشند. تفاوت بین سوخت یک خاصیت در دسته‌بندی راکتورها است.
 

انواع راکتورهای هسته ای:
 
انواع راکتورها

راکتور آب جوش (Boiling water reactor = BWR) :  در این راکتور، هسته راکتور، گرما تولید می کند و هنگامی که آب بسیار خالص (که نقش خنک کننده راکتور را دارد) به سمت بالا حرکت کرده و گرمای هسته راکتور را جذب می کند، مخلوط آب - بخار تولید می شود و قسمت بالای هسته را ترک می کند. یعنی حرکت آب در این راکتور نقش کند کننده یا تعدیل کننده (moderator) را دارد و یک منبع بخار برای توربین موجود در این راکتور است:
 
انواع راکتورها
 
نمایی کلی تر از راکتور آب جوش:
 
انواع راکتورها
 
عیب این راکتور در آن است که هر کمبود سوختی در آن ممکن است آب را رادیواکتیو کند و رادیواکتیوی به توربین و بقیه چرخه آب سرایت کند.
فشار عملکردی برای چنین راکتورهایی حدود 70 اتسفر است؛ در چنین فشاری، آب در حدود 285 درجه سانتی گراد می جوشد. این دمای عملکردی، راندمان کارنویی معادل 42% می دهد که راندمان تجربی آن حدود 32% است و از راندمان راکتور آب فشرده شده تا اندازه ای کم تر است.
 
انواع راکتورها

راکتور آب فشرده شده (PWR = Prassurized water reactor):

در این راکتور، آبی که از هسته راکتور عبور می کند تا نقش تعدیل کننده و خنک کننده را ایفا کند، به سمت توربین نمی رود، بلکه در یک چرخه اولیه فشرده سازی وارد می شود. چرخه اولیه آب، در چرخه ثانویه بخار تولید می کند که توربین را به کار می اندازد.  
مزیت آشکار این راکتور آن است که کمبود سوخت در هسته،  هیچ آلوده کننده رادیواکتیوی را به سمت توربین و متراکم کننده نمی فرستد.
مزیت دیگر این راکتور توانایی کار در فشارها و دماهای بالا (حدود 160 اتمسفر و 315 درجه سانتی گراد) است. این امر باعث راندمان بالای کارنو در این راکتور می شود؛ اما این نوع راکتور بسیار پیچیده و گران تر از راکتور آب جوش است. بسیاری از راکتورهای ایالات متحده آمریکا از نوع PWR هستند.
 
انواع راکتورها
نمایی کلی تر از راکتور PWR:
 
انواع راکتورها
 
انواع راکتورها

راکتور مایع - فلز با سرعت تولید نوترون بالا (Liquid-metal fast breeder reactor= LMFBR) :

در این نوع راکتور، واکنش شکافت، گرمای لازم برای به کار انداختن توربین را فراهم می کند و در همین زمان، سوخت پولونیوم برای راکتور را تولید می کند.

 

انواع راکتورها

مرکز یادگیری سایت تبیان

تنظیم، ترجمه و گردآوری: خدیجه آلچالانلو

UserName