المفاعلات النووية

أنواع المفاعلات النووية: مبدأ التشغيل.

الكلمات المفتاحية: مفاعل ، نووي ، تشغيل ، شرح ، REP ، EPR ، ITER ، اندماج ساخن.

المُقدّمة

يشمل الجيل الأول من المفاعلات مفاعلات تم تطويرها في الخمسينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، على وجه الخصوص ، تلك الخاصة بقطاع غاز الجرافيت اليورانيوم الطبيعي (UNGG) في فرنسا وقطاع Magnox في المملكة المتحدة.

La يرى الجيل الثاني (السبعينيات والتسعينيات) نشر مفاعلات المياه ( مفاعلات في ماء مضغوط لفرنسا ومع الماء المغلي كما في ألمانيا واليابان) التي تشكل اليوم أكثر من 85 ٪ من محطة الطاقة النووية في العالم ، ولكن أيضًا مفاعلات المياه تصميم روسي (VVER 1000) وكندا مفاعلات الماء الثقيل من نوع كاندو.

La الجيل الثالث جاهز للبناء ، ليحل محل مفاعلات الدرجة الثانية الجيل ، سواء كانالجيش الشعبي الثوري (مفاعل الماء المضغوط الأوروبي) أو من مفاعل SWR 1000 إلى نماذج الماء المغلي التي تقدمها Framatome ANP (شركة تابعة لأريفا وسيمنز) ، أو مفاعل AP 1000 صممه Westinghouse.

La الجيل الرابع، التي يمكن أن تحدث تطبيقاتها الصناعية الأولى في أفق 2040 قيد الدراسة.

1) مفاعلات الماء المضغوط (PWR)

الدائرة الأولية: لاستخراج الحرارة

يتم تعبئة اليورانيوم ، "المخصب" قليلاً في صنفه - أو "النظير" - 235 ، في شكل كريات صغيرة. هذه مكدسة في أغلفة معدنية مختومة مرتبطة ببعضها البعض في مجموعات. تشكل هذه التجمعات ، الموضوعة في وعاء فولاذي مملوء بالماء ، قلب المفاعل. هم مركز التفاعل المتسلسل ، الذي يجعلهم يرتفعون في درجة الحرارة. يسخن الماء في الخزان عند ملامسته لهم (أكثر من 300 درجة مئوية). يتم الاحتفاظ بها تحت الضغط ، مما يمنعها من الغليان ، وتدور في دائرة مغلقة تسمى الدائرة الأولية.

اقرأ أيضا:  انبعاثات CO2 حسب البلد وحسب كيلووات في الساعة الكهربائية: أوروبا

الدائرة الثانوية: لإنتاج البخار

ينقل الماء في الدائرة الأولية حرارته إلى الماء المتداول في دائرة مغلقة أخرى: الدائرة الثانوية. يحدث هذا التبادل الحراري عبر مولد بخار. عند ملامسة الأنابيب التي يمر من خلالها الماء في الدائرة الأولية ، يتم تسخين الماء في الدائرة الثانوية بدوره ويتحول إلى بخار. يحول هذا البخار التوربين الذي يقود المولد الذي ينتج الكهرباء. بعد المرور عبر التوربين ، يتم تبريد البخار وتحويله مرة أخرى إلى ماء وإعادته إلى مولد البخار لدورة جديدة.

دائرة التبريد: لتكثيف البخار وتفريغ الحرارة

لكي يعمل النظام بشكل مستمر ، يجب تبريده. هذا هو الغرض من الدائرة الثالثة المستقلة عن الدائرتين الأخريين ، دائرة التبريد. وتتمثل وظيفتها في تكثيف البخار الخارج من التوربين. للقيام بذلك ، يتم تركيب مكثف ، وهو جهاز مكون من آلاف الأنابيب التي يدور فيها الماء البارد المأخوذ من مصدر خارجي: نهر أو بحر ، وعند التلامس مع هذه الأنابيب ، يتكثف البخار ليتحول إلى ماء. أما الماء من المكثف فيفرغ ، ويسخن قليلاً ، إلى المصدر الذي يأتي منه. إذا كان تدفق النهر منخفضًا جدًا ، أو إذا أردنا الحد من تسخينه ، فإننا نستخدم أبراج التبريد ، أو مبردات الهواء. يتم تبريد الماء الساخن من المكثف الموزع عند قاعدة البرج بواسطة تيار الهواء الذي يرتفع في البرج. يعود معظم هذا الماء إلى المكثف ، ويتبخر جزء صغير منه في الغلاف الجوي ، مما يتسبب في ظهور هذه الأعمدة البيضاء المميزة لمحطات الطاقة النووية.

اقرأ أيضا:  النفايات النووية في أفريقيا

2) مفاعل الماء المضغوط الأوروبي EPR

لا يقدم هذا المشروع الخاص بمفاعل فرنسي ألماني جديد أي اختراق تكنولوجي كبير مقارنةً بمحطة الطاقة الكهرومائية ، إنه فقط يجلب عناصر مهمة للتقدم. يجب أن تفي بأهداف السلامة التي حددتها هيئة السلامة الفرنسية ، و DSIN ، وهيئة السلامة الألمانية ، مع دعمهم الفني IPSN (Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire) ونظيرتها الألمانية GRS. هذا التكيف مع قواعد السلامة العامة يشجع على ظهور مراجع دولية. ولكي يكون المشروع قادراً على تلبية المواصفات الممتدة للعديد من الكهربائيين الأوروبيين ، يتضمن ثلاثة طموحات:

- الامتثال لأهداف السلامة المحددة بطريقة منسقة دوليًا. يجب تحسين السلامة بشكل كبير من مرحلة التصميم ، لا سيما عن طريق تقليل احتمالية انصهار النواة بمعامل 10 ، عن طريق الحد من العواقب الإشعاعية للحوادث ، وعن طريق تبسيط العملية

- الحفاظ على القدرة التنافسية ، ولا سيما عن طريق زيادة توافر وحياة المكونات الرئيسية

- تقليل التصريفات والنفايات الناتجة أثناء التشغيل العادي ، والسعي للحصول على قدرة قوية لإعادة تدوير البلوتونيوم.

قليل أقوى (1600 ميجاوات) أن مفاعلات الجيل الثاني (من 900 إلى 1450 ميجاوات) سيستفيد EPR أيضًا من أحدث التطورات في البحث في مجال السلامة ، مما يقلل من مخاطر وقوع حادث خطير. على وجه الخصوص لأنه سيتم تعزيز أنظمتها الأمنية وسيحتوي EPR على "منفضة سجائر" عملاقة. هذا الجهاز الجديد الذي يتم وضعه تحت قلب المفاعل ، والذي يتم تبريده بواسطة احتياطي ماء مستقل ، سيمنع هروب الكوريوم (خليط الوقود والمواد) ، المتكون أثناء الانصهار العرضي الافتراضي لنواة المفاعل النووي.

اقرأ أيضا:  مزايا ومراجعات وتركيب مصابيح النيون LED مقابل أنابيب الفلورسنت أو الهالوجين

سيكون لـ EPR أيضًا ملف أفضل كفاءة تحويل الحرارة إلى الكهرباء. سيكون أكثر اقتصادا مع مكاسب تبلغ حوالي 10٪ من السعر لكل كيلو وات ساعة: استخدام "100٪ موكس الأساسية" سيجعل من الممكن استخراج المزيد من الطاقة من نفس الكمية من المواد وإعادة تدوير البلوتونيوم.

3) مفاعل الاندماج النووي الحراري التجريبي ITER

يتم حقن خليط الديوتيريوم والتريتيوم القابل للاحتراق في غرفة حيث ينتقل إلى حالة البلازما ويحترق بفضل نظام الحبس. عند القيام بذلك ، ينتج المفاعل الرماد (ذرات الهليوم) والطاقة على شكل جسيمات سريعة أو إشعاع. يتم امتصاص الطاقة المنتجة في شكل جسيمات وإشعاع في مكون معين ، "الجدار الأول" ، والذي ، كما يوحي اسمه ، هو أول عنصر مادي يتم مواجهته بعد البلازما. الطاقة التي تظهر على شكل طاقة حركية للنيوترونات يتم تحويلها بدورها إلى حرارة في غطاء التريتيوم ، وهو عنصر خارج الجدار الأول ، ولكن مع ذلك داخل حجرة التفريغ. حجرة التفريغ هي المكون الذي يغلق الفراغ الذي يحدث فيه تفاعل الاندماج. يتم تبريد الجدار الأول والغطاء والحجرة المفرغة بالطبع بواسطة نظام استخلاص الحرارة. تُستخدم الحرارة لإنتاج البخار وتشغيل مجموعة التوربينات والمولدات التقليدية التي تولد الكهرباء.

مصدر: الأصل: السفارة الفرنسية في ألمانيا - 4 صفحات - 4/11/2004

قم بتنزيل هذا التقرير مجانًا بتنسيق pdf:
    
http://www.bulletins-electroniques.com/allemagne/rapports/SMM04_095

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *