Nyugodt Atom atomenergia Popular Mechanics magazin
Az út az első atomreaktor fel atomerőmű majdnem négyszer hosszabb az út, hogy az atombomba
A biztonsági tiszt Deen Phillips hordoz védelem a nukleáris erőművek Diablo Canyon
Távirányító atomerőművi
Hogyan működik egy atomreaktor AM # 40; "Békés Atom")
Fél évszázaddal születése után, a nukleáris energia foglal egy jelentős részét a globális villamosenergia-termelés
Újraindítása: figyeli art reaktor leállítása. A fedél kinyitása után a reaktor betölti az új üzemanyag
„Én még mindig lenyűgözött, amikor ránézek egy atomreaktor”. Niels Bohr (Moszkva, 1961)
Azonban az idő azt mutatja, hogy az amerikai újságíró volt túl optimista. Beletelt több évtizedes munkát, a legjobb tudományos elmék és komplex műszaki megoldásokat leharapja egy kis darab ez a hatalmas természeti pite. Csak kilenc évvel később, az első reaktor egy szimbolikus nevet „Atom béke” volt, csatlakozik a hálózathoz békés.
Ablak az atomi korszak
Közvetlen út elsajátítását atomenergia említett egy fontos felfedezés 1939-ben a német fizikus Otto Hahn és F. Strassmann. Rájöttek hasadás urán neutronokkal. Kevesebb, mint egy hónap múlva ezt a csodálatos hír elérte az összes vezető fizika laboratórium, és egy konferencián Washingtonban, a tudósok félig tréfásan félig komolyan beszél megjelenése atomenergia (lásd. Az oldalsáv a láncreakció a maghasadás). De először meg kellett válaszolni az alapvető kérdés: hány egyes hasadási neutronok kapott az új? Függetlenül attól, hogy elegendő egy láncreakció? Elkezdtük a fáradságos kísérletek, és végül találgatások is megerősítették: kiderült, hogy a hasadási az urán atommag felszabadul az átlagos neutronok száma - amit a sorrendben egy, kettő vagy három. Így a előfeltételei a láncreakciót talált. Aztán kiderült, hogy a fő összetevője a természetes urán - 238 - egyre elnyeli neutron van, mint elválasztja őket. A fő összetevője a hasadó - U235 - csak 0,7% a természetes izotóp keveréket. Bár a hasadási urán-235 termelt elég neutronokat, legtöbbjük pazarol, szemben számos magok a fő izotóp. Hogyan lehet megbirkózni ezzel a problémával? Az első kézenfekvő módja - az urándúsítás érc és elosztására tiszta izotóp urán-235. De abban az időben szétválasztására urán izotópjai ipari méretekben túl időigényes, és egyszerűen fogalmazva, szinte reménytelen. Sőt, amikor senki sem tudta biztosan, és nem tudta, hány kilogramm vagy több (talán száz) kilogramm ezt a terméket meg kell kezdeni a láncreakciót.
A második út tervezett felhasználás, a természetes elegye urán izotópok és támaszkodott a kísérletek eredményeit, amelyek azt mutatták, hogy lassabban repülő (úgynevezett termikus) neutronok sokkal hatékonyabb szakadék-235 magja van és sokkal kevésbé abszorbeálódik a urán-238 magok. Ezért lassul a neutronok, lehetséges, hogy csökkentse a parazita felszívódását és növeli annak lehetőségét, szétválás. Késleltetők is ismertek: a fény anyag, például víz, szén-dioxid vagy a berillium.
Az első atomi „pot”
Mivel a neutronok - fő résztvevői egy láncreakció, nem meglepő, hogy a kísérleteket az építkezés, az első nukleáris „pot” vezetett a főnök abban az időben a szakember a neutron és a Nobel-díjas Enrico Fermi, kivándorolt fasiszta Olaszország és dolgozott a Columbia Egyetemen. Itt 1941-ben, és elkezdte építeni egy próba telepítést. Mivel a moderátor úgy döntött, egy egyszerű és hozzáférhető egy csomó anyagot - szén grafit formájában. Ahogyan Fermi fizikus, fekete bevonatú grafit por és urán-oxid húzta kilogrammos blokkok és kár őket, dékánt hagyjuk alkalmazzák ezt a munkát a diákok játékos. Ez ment több móka - ezek sokkal könnyebb megbirkózni a csomagolás urán por súlya 20-40 kg. De amikor a rácsozat konzervdobozok urán-oxid, és mintegy 30 tonna grafit végül kész, a mérési eredményeket kedvét - neutron nem volt elég a láncreakció. Foglalta össze a minőségi anyagok. Ahol az egyes neutron számít, bármely szennyező elnyelő neutronokat, csökkenti minden erőfeszítést semmivé.
1942-ben a csapat a fizikusok vezetése alatt Fermi Chicagóba költözött a kohászati laboratóriumban, ahol a főbb tudományos erő, hogy tanulmányozza a láncreakció koncentrálódtak. A kísérleteket folytatni. Ipari, nyomása alatt a háború, fokozatosan növeli a minőségi szállított grafit és a magasan dúsított urán, és a végén szerint a kísérleti adatok, elegendő volt egy láncreakció.
Tin-kerámia penész
Az út az első atomreaktor fel atomerőmű majdnem négyszer hosszabb az út, hogy az atombomba. Az első ipari növények szabályozott hasadási láncreakció acél reaktorokban előállítására plutónium-239 (amely során képződött felszívódását U-238 neutron). Aztán jött a fordulat kiserőművek tengeralattjárók, és 1951-ben a kísérleti állomáson az amerikai Idaho tudta is kap egy kicsit a villamos - elég volt a fény a teljes négy izzók.
A probléma az volt, hogy a teljes működését, az erőmű, hasonló erősségűek a hőerőművek, szükséges nagyon különböző hőmérséklet és teljesítmény mód. Ahhoz, hogy kapcsolja be a négy izzók millióinak, szükség van nem csak egy szám - egy más minőségű. Meg kell rendezni a hőátadás magas hőfluxustartomány és a nagy nyomás - ezeket a kérdéseket is alig tanulmányozták. A fűtőelemek a mag kell magas hőmérsékletet károsodás nélkül és építőanyagok - kibírja a hatalmas sugárzási terhelés. Még 1950-ben a döntés, hogy építenek egy kísérleti reaktor üzem került sor a Szovjetunió - az egység „AM” (Atom Mirny). Minden volt szigorúan titkos, és a dokumentumok az ezekben az években megtalálható vicces titkosított jelölést: urán az úgynevezett „aktív polimer”, neutronok - a „nulla pont”, és az urán-grafit reaktor - „ón-kerámia penész.”
Többféle kialakítási lehetőségek, de a végső tervezetet jóváhagyta akadémikusok IV Kurchatov és NA Dollezhal volt: építeni urán-grafit csőszerű reaktor-fűtőelemeket, ahol használni, mint a hűtőfolyadék nekipyaschaya víz nyomáson 100 atm. A tervezési kapacitás a reaktor - 30 MW, de nem elméleti megfontolásokból, hanem azért, mert a nagyon különleges körülmények között. Abban az időben, összefüggésben az általános háború utáni hiány és zavar, még az ilyen kiemelt területeken gyakran kellett, hogy elégedjenek meg a rendelkezésre álló erőforrásokat. És itt a keresést egy turbina meghatározott Moszkvában rábukkant egy régi, üzemen kívül kis teljesítményű turbina - körülbelül 6 MW, ami igen alkalmas tapasztalt atomerőmű. A jellemzői a turbina, és végső soron meghatározni atomerőmű telepítési Első NPP.
Számos laboratóriumban történtek fejlődő üzemanyag - fűtőelemeket. Ezek tartalmazzák a nukleáris üzemanyag és található a legagresszívabb a reaktorba. Először fűtőelemek előállított formájában acélcsövek, amelyeket úgy húznak fel rá a hüvely urán. Hőmérséklet vizsgálatok azt mutatták, hogy ezek a csövek értéktelen - miközben dolgoznak a munka a hőáram becsülték csak néhány órát. Amikor tiszta urán ötvözet helyettesítjük 9% molibdén, mentek a dolgok, jobb élet nőtt több száz órát. De a legsikeresebb volt a döntés által diszpergáló uranmolibdenovogo ötvözet magnézium mátrixban. Ez amikor átment kialakítás, hogy megbirkózzanak a hő áramlik, amely nem tudott ellenállni a telepítést is.
Fele-fele arányban
Most, miután fél évszázad óta a születése atomenergia foglal egy jelentős része a világ villamosenergia-termelés. Az adatok nagy része az atomreaktor működik termikus neutronok urán üzemanyag, valamint az első atomerőmű. Van egy aktív zónában, a fűtőelemeket, moderátor, hűtőfolyadék. De a hasonlóság itt véget ér. A különböző reaktortípusok eltérő késleltetők, különböző módszerek hő eltávolítása, különböző minták a fűtőelemek, különböző fokú urán dúsítása. Például a kanadai CANDU reaktorok általában elég nyersanyagot - jelenhetnek meg a keveréke természetes urán izotópokat.
Még ígéretesebb gyors reaktorok. Ezek nélkül dolgozni egy moderátor, de ehhez egy kicsit más üzemanyag - keletkezett a hagyományos (termikus) plutónium reaktorok. A fő előny a hatalom - a munkaképesség a folyamat nem csak a villamos energiát, hanem dobja használhatatlanná nukleáris tüzelőanyag urán-238, hogy készítsen új adag plutónium. Sőt, meg lehet szervezni az úgynevezett „zárt üzemanyag-ciklus”. Azonban, míg a természetes urán viszonylag olcsó és elérhető, ezek a technológiák nem elég vonzó a befektetők számára, és a ritka kivétel gyorsreaktorok - ez csak egy tenyésztő reaktorok hogy plutónium és a potenciális tüzelőberendezések a nukleáris hulladék.