Тяжеловодный ядерный реактор. Что нам нужно знать?

В мире используются ядерные реакторы различных конструкций. Реактор на тяжёлой воде относится к не очень распространённым, но успешно эксплуатируемым в разных странах мира. Что такое тяжёлая вода и атомный реактор на тяжёлой воде, кратко описано в этой статье.

Тяжеловодный ядерный реактор. Что нам нужно знать?
Фото: atomicexpert

Что такое тяжёлая вода?

Дейтерий – изотоп водорода, который называют устойчивым, потому, что он присутствует в ранее известном водороде в сотых долях процента. Он был открыт в 1932 году. Этот год стал годом чудес для ядерной физики, так как было совершено большое количество фундаментальных открытий, давших стремительное развитие этой науки. При соединении дейтерия с кислородом получается тяжёлая вода.

Тяжёлая вода токсична для живых существ и растений, она тяжелее обычной воды и способна её поглощать. Тяжёлая вода способна снижать скорость движения радиоактивных частиц, поэтому она применяется в ядерных реакторах в качестве замедлителя процесса. Тяжёлую воду получают методом многоэтапного электролиза – это сложная и дорогая технология.

Что такое атомный реактор на тяжёлой воде?

Применение в качестве теплоносителя тяжёлой воды определило название реакторов. Но не только название стало отличительной чертой этих реакторов. Тяжёлая вода позволила применять в реакторах для электрических станций природный уран без его дополнительного обогащения. На этих реакторах получают изотопы для других ядерных процессов.

Впервые реактор на тяжелой воде был построен в США в 1944 году, широкое практическое применение он нашёл для выработки электроэнергии в Канаде. Реакторы успешно работают в Аргентине, на востоке Китая, в южнокорейском Кёнджу, в индийском Раджастхане, в румынском Чернаводэ и в пакистанском Карачи.

Конструктивными особенностями таких реакторов является горизонтальное расположение топливных стержней в напорных трубах. По напорным трубам подаётся тяжёлая вода под высоким давлением. Укороченные топливные стержни загружаются в реактор с двух противоположных сторон без его остановки. Весь рабочий объём реактора заполнен тяжёлой водой с низким давлением и является холодным замедлителем реакции. Реакторы на тяжёлой воде считаются менее опасными для окружающей среды при возникновении аварийного перегрева конструкций.

Что еще нужно знать?

Для исключения разгона реактора при утечке тяжёлой воды из напорных труб в результате их коррозии предусмотрена дополнительная система аварийной остановки реактора. Подготовка теплоносителя относится к наиболее затратному процессу при подготовке реактора к запуску. Теплоноситель не имеет срока годности, поэтому при отсутствии утечек его хватает на весь срок эксплуатации реактора. В качестве топлива в реакторе на тяжёлой воде применяют уран, плутоний и торий, запасы которого в три раза выше, чем урана.

Атомные реакторы на тяжёлой воде имеют значительное распространение в мире, и дальнейшее увеличение их количества зависит от местности, в которой они применяются, наличия в ней руды для топлива и технологических мощностей для производства тяжёлой воды.

oppp.ru
Яндекс.Метрика