المفاعلات النووية

أنواع مختلفة من المفاعلات النووية: مبدأ العملية.

الكلمات المفتاحية: المفاعل ، النووي ، التشغيل ، التفسير ، REP ، EPR ، ITER ، الذوبان الساخن.

المقدمة

يتضمن الجيل الأول من المفاعلات المفاعلات المطورة في سنوات 50-70 ، على وجه الخصوص ، تلك الخاصة بقطاع غرافيت اليورانيوم الطبيعي (UNGG) في فرنسا و "Magnox" في المملكة المتحدة.

La الجيل الثاني (سنوات 70-90) يرى نشر مفاعلات المياه ( مفاعلات ل الماء المضغوط لفرنسا والماء المغلي كما هو الحال في ألمانيا واليابان) التي تشكل اليوم أكثر من 85 ٪ من محطة الطاقة النووية في العالم ، ولكن أيضا مفاعلات المياه من التصميم الروسي (VVER 1000) ومفاعلات الماء الثقيل الكندي من نوع كاندو.

La الجيل الثالث جاهز للبناء ، والاستيلاء على مفاعلات الثانية الجيل ، سواء كان ذلكالجيش الشعبي الثوري (مفاعل الماء المضغوط الأوروبي) أو مفاعل SWR 1000 في نماذج الماء المغلي التي اقترحتها Framatome ANP (شركة تابعة لشركة Areva و Siemens) ، أو مفاعل AP 1000 صممه ويستنجهاوس.

La الجيل الرابعالذي يمكن أن التطبيقات الصناعية الأولى أفق 2040 قيد الدراسة.

1) مفاعلات الماء المضغوط (PWRs)

الدائرة الأولية: لاستخراج الحرارة

اليورانيوم ، "المخصب" قليلاً في تنوعه - أو "النظير" - 235 ، يتم تعبئته في شكل كريات صغيرة. هذه مكدسة في الأغماد المعدنية الضيقة المرتبطة بالتجمعات. عند وضعها في خزان فولاذي مملوء بالماء ، تشكل هذه التجميعات قلب المفاعل. إنها مقعد التفاعل المتسلسل ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. يسخن ماء الخزان عند التلامس (أكثر من 300 درجة مئوية). يتم الاحتفاظ به تحت الضغط ، مما يمنعه من الغليان ، ويدور في دائرة مغلقة تسمى الدائرة الأولية.

اقرأ أيضا: التكنولوجيا العالية والاستهلاك غير الضروري للطاقة

الدائرة الثانوية: لإنتاج البخار

ينقل الماء الموجود في الدائرة الأولية حرارته إلى الماء الجاري في دائرة مغلقة أخرى: الدائرة الثانوية. هذا التبادل الحراري يحدث عبر مولد البخار. عند ملامسة الأنابيب التي اجتازها الماء في الدائرة الأولية ، ترتفع حرارة الماء في الدائرة الثانوية وتتحول إلى بخار. هذا البخار يدير التوربينات ، يقود المولد الذي ينتج الكهرباء. بعد المرور عبر التوربينات ، يتم تبريد البخار وتحويله مرة أخرى إلى ماء وإعادته إلى مولد البخار لدورة جديدة.

دائرة التبريد: لتكثيف البخار وإخلاء الحرارة

لكي يعمل النظام بشكل مستمر ، يجب تبريده. هذا هو الغرض من دائرة ثالثة مستقلة عن الاثنين الآخرين ، دائرة التبريد. وتتمثل مهمتها في تكثيف البخار مغادرة التوربينات. لهذا الغرض ، يتم تركيب مكثف ، وهو جهاز مكون من آلاف الأنابيب التي تدور فيها المياه الباردة المأخوذة من مصدر خارجي: النهر أو البحر ، وعند التلامس مع هذه الأنابيب ، يتكثف البخار ليتحول إلى ماء. بالنسبة لمياه المكثف ، يتم تفريغها وتسخينها قليلاً في المصدر الذي تأتي 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 ، بفعل الهواء الذي يرتفع في البرج. تعود معظم هذه المياه إلى المكثف ، حيث يتبخر جزء صغير في الجو ، مما يسبب هذه الأعمدة البيضاء المميزة لمحطات الطاقة النووية.

اقرأ أيضا: وثائقي: SAR النووية ، لا شيء للإبلاغ

2) مفاعل الماء المضغوط الأوروبي EPR

لا يقدم هذا المشروع الخاص بمفاعل فرنسي ألماني جديد أي تقدم تكنولوجي كبير مقارنةً بـ EPR ، فهو يوفر عناصر تقدم كبير. يجب أن تفي بأهداف السلامة التي وضعتها هيئة السلامة الفرنسية ، و DSIN ، وهيئة السلامة الألمانية ، بدعمهم الفني ، و IPSN (معهد الحماية والسلامة النووية) و GRS ، نظيرتها الألمانية. . هذا التكيف لقواعد السلامة المشتركة يشجع ظهور المراجع الدولية. يتضمن المشروع ، حتى يكون قادرًا على تلبية المواصفات الممتدة إلى العديد من كهربائيين أوروبا ، ثلاثة طموحات:

- احترام أهداف السلامة المحددة بطريقة منسقة على المستوى الدولي. يجب تحسين السلامة بشكل كبير من مرحلة التصميم ، وخاصة عن طريق الحد من احتمال ذوبان الأساسية بعامل 10 ، عن طريق الحد من العواقب الإشعاعية للحوادث ، وتبسيط التشغيل

- الحفاظ على القدرة التنافسية ، وخاصة عن طريق زيادة توافر المكونات الرئيسية وحياتها

- للحد من التصريفات والنفايات الناتجة أثناء التشغيل العادي ، والسعي إلى قدرة عالية على إعادة تدوير البلوتونيوم.

قليل أقوى (1600 ميجاوات) أن مفاعلات الجيل الثاني (من 900 إلى 1450 MW) ستستفيد EPR أيضًا من أحدث التطورات في أبحاث السلامة مما يقلل من خطر وقوع حادث خطير. والجدير بالذكر أنه سيتم تقوية أنظمتها الأمنية وسيحصل EPR على "منفضة سجائر" عملاقة. هذا الجهاز الجديد الموضوعة تحت قلب المفاعل ، والذي يتم تبريده بواسطة مصدر مياه مستقل ، سيمنع الكوريوم (خليط من الوقود والمواد) ، الذي تم تشكيله خلال اندماج عرضي افتراضي لجوهر مفاعل نووي ، الهرب.

اقرأ أيضا: الغاز الناتج النووي مع توربينات البخار في والونيا

سوف EPR أيضا كفاءة أفضل لتحويل الحرارة إلى كهرباء. سيكون أكثر اقتصادا مع ربح حوالي 10٪ على سعر kWh: استخدام "100٪ MOX أساسي" سوف يستخرج طاقة أكثر من نفس الكمية من المواد وإعادة التدوير البلوتونيوم.

3) مفاعل الاندماج النووي الحراري

يتم حقن خليط وقود الديوتيريوم - التريتيوم في غرفة حيث ، بفضل نظام الاحتواء ، ينتقل إلى حالة البلازما والحروق. عند القيام بذلك ، ينتج المفاعل الرماد (ذرات الهيليوم) والطاقة في شكل جزيئات سريعة أو إشعاع. يتم امتصاص الطاقة المنتجة في شكل جزيئات وإشعاع في مكون معين ، "الجدار الأول" ، والذي ، كما يوحي اسمه ، هو أول عنصر ما يتم مواجهته بعد البلازما. يتم تحويل الطاقة التي تظهر في شكل طاقة حركية للنيوترونات ، من جانبها ، إلى حرارة في الغلاف التريتيجيني ، وهو عنصر خارج الجدار الأول ، ولكن مع ذلك داخل غرفة الفراغ. غرفة الفراغ هي المكون الذي يغلق الفضاء حيث يحدث تفاعل الاندماج. من الواضح أن الجدار الأول والغطاء والغرفة المفردة يتم تبريدهما بواسطة نظام استخراج الحرارة. يتم استخدام الحرارة لإنتاج البخار ولتشغيل مجموعة التوربينات والمولدات التقليدية التي تنتج الكهرباء.

مصدر: الأصل: السفارة الفرنسية في ألمانيا - صفحات 4 - 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 *