Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Физика атомного реактора

Применение ядерной энергии для преобразования ее в электрическую впервые было осуществлено в нашей стране в 1954 году. В городе Обнинске была введена в действие первая атомная электростанция (АЭС) мощностью 5000 кВт
Пути повышения эксплуатационных характеристик тепловых реакторов

В ходе эксплуатации, ТВЭЛы и конструкции реактора испытывают большие переменные тепловые, радиационные и механические нагрузки. Поэтому ТВЭЛы иногда повреждаются, в результате чего некоторые радионуклиды выходят из реактора и попадают в окружающее пространство, что может привести к аварийной ситуации. Предпринимаемые в последние годы усилия энергетических фирм по увеличению величины коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) и улучшения экономики топливного цикла путём выбора более агрессивных проектов активных зон и стратегий эксплуатации (таких как, более длительный цикл между перегрузками топлива, более высокие выгорание и загрузка активной зоны с низкой утечкой нейтронов) лишь усугубило проблему длительной эксплуатации функциональных и конструкционных материалов, поскольку резко возросла на них нагрузка внешних воздействий. Поэтому были предприняты попытки улучшения характеристик топлива, замедлителя, теплоносителя и других компонентов реактора. Например, стали более тщательно контролировать химию теплоносителя и уменьшили количество мелкого металлического мусора в теплоносителе.

Возможны, два направления в оптимизации показателей использования топлива:

совершенствование топливных циклов с применением отработанных ТВС и обоснованных характеристик их работоспособности и

поиск резервов, выявление излишних запасов в конструкционном оформлении топлива и внесение изменений в геометрию решетки и состав используемых материалов.

Целью использования ядерного топлива является получение тепловой энергии. Экономичность работы реакторов достигается при достаточно высоких тепловых нагрузках топлива. При этом, однако, должны надежно обеспечиваться определенные запасы до некоторых предельных величин с тем, чтобы работа реактора была стабильной и безопасной, особенно в случаях отказа оборудования, т.е. в режимах с нарушением нормальных условий эксплуатации и при постулируемых проектных авариях. Определенный компромисс между стремлением к повышению отводимой тепловой энергии и обеспечением соответствующих запасов достигается в проекте ТВЭЛ, ТВС и реакторной установки.

Количественной характеристикой, выражающей топливную энергию, отведенную от единицы массы выгружаемого топлива, является, как известно, средняя глубина выгорания -[МВт*сут/кг]. Исходя из размерности данной характеристики, видно, что стремление к увеличению отводимой тепловой энергии может реализовываться либо повышением удельной весовой мощности [МВт/кг], либо продлением пребывания топлива в активной зоне при сохранении номинальной мощности реактора [суток/кг], т.е. без ее изменения. Можно попытаться увеличить оба параметра.

В настоящее время поставщики топлива идут по пути увеличения глубины выгорания топлива при заданном неизменном исходном обогащении. Цель достигается в одних случаях путем повышения водо-уранового отношения топливной решетки и увеличения загрузки двуокиси урана в твэл; в других - еще большим повышением водо-уранового отношения решетки, в том числе за счет уменьшения загрузки топлива в ТВС. В первом случае количество воды увеличивается за счет уменьшенной толщины оболочки ТВЭЛ, в основном, уменьшением ее наружного диаметра, во втором - дополнительный эффект получается из-за уменьшения числа ТВЭЛ в ТВС и загрузки топлива. В обоих случаях уменьшается поверхность охлаждения ТВЭЛ и увеличиваются поверхностные удельные нагрузки. Во втором случае возрастают и линейные нагрузки. Кроме того, для увеличения загрузки топлива в ТВЭЛ исключаются отверстия в таблетках. В результате этого возрастают средняя температура топлива и количество аккумулированного тепла в двуокиси урана.

Тенденции последних лет направлены на увеличение глубины выгорания и продолжительности цикла облучения между перегрузками. Движущей силой явилась высокая стоимость останова на перегрузку топлива, необходимость достижения высокого КИУМ и ограничения количества выгружаемого топлива. Сейчас 18-мес цикл является обычным для реакторов PWR и BWR; 24-мес цикл внедрен лишь на некоторых реакторах. На экспериментальных ТВС показана возможность достижения поставленной цели – средней глубины выгорания >62 МВт.сут/кг U. Однако существует один важный предел, влияющий на выгорание и продолжительность цикла: максимальный уровень обогащения топлива (5% 235U).

  При работе над данной темой мы изучили типы ядерных реакторов, ядерный реактор Ф-1, исследовали ядерные реакторы в России, изучили термоядерный реактор. Мы узнали много нового о ядерных реакторах. Мы и не предполагали, что они отличаются друг от друга. Наибольший интерес у нас вызвали физические процессы, происходящие в ядерном реакторе. Кажется фантастическим, что человек это познал и «приручил» цепную ядерную реакцию! Мы не только пополнили наши знания по ядерной физике, но и убедились, что проблема ядерной энергетики очень актуальна в 21 веке. В современных условиях атомные электростанции играют существенную роль в экономике страны. Мощные и весьма экономичные АЭС обеспечивают стабильную и устойчивую работу всей энергосистемы России. Атомная энергетика в век активного роста производства и потребления энергии для нужд человечества ни кого не может оставить равнодушным. Но для того, чтобы АЭС работали без аварий, нужны грамотные специалисты и исчерпывающие знания о ядерном реакторе (его устройстве и работе), о цепной ядерной реакции и о технике безопасности при работе ядерного реактора.

Аннотация.

Реферативную работу «Эволюция ядерных реакторов в России: от Ф-1 до термоядерного» выполнили учащиеся 10 физико-математического  класса «Средней общеобразовательной школы №13 с углубленным изучением отдельных предметов» Грищенков Алексей и Сивцев Александр.

 Цели данной реферативной работы:

Изучение типов ядерных реакторов.

Изучение ядерного реактора Ф-1.

Исследование эволюции ядерных реакторов в России.

Изучение термоядерного реактора.

В ходе подготовки к выполнению работы был собран и проанализирован материал по развитию атомной энергетики в России и в мире, эволюции ядерных реакторов. Учащиеся 10 класса побывали на экскурсии в музее ОАО «Машиностроительный завод» г. о. Электросталь, прослушали лекцию «Основы атомной энергетики и ядерных технологий».

В первой части работы «Введение» обоснована актуальность выбранной темы.

В работе полностью раскрыта тема реферата: перечислены различные виды атомных реакторов; выявлены преимущества и недостатки различных видов атомных реакторов; исследована эволюция ядерных реакторов в России.

В третьей части работы «Заключение» сделана попытка аналитического осмысления результатов исследований и изложена авторская позиция по теме реферата.

  Достоинством работы является углубление знаний учащихся в области ядерной физики; четкое и грамотное изложение материала, анализ преимуществ и недостатков различных видов атомных реакторов, отраженный в компьютерной презентации.

АЭС имеют ряд преимуществ перед другими видами электростанций. Основное преимущество заключается в том, для работы АЭС требуется очень небольшое количества топлива (энергия, заключенная в 1 г урана, равна энергии, выделяющейся при сгорании 2,5 тонн нефти). В связи с этим эксплуатация атомных электростанций обходится значительно дешевле, чем тепловых. Атомные электростанции строятся, прежде всего, в европейской части страны. Ядерные реакторы не потребуют дефицитного органического топлива и не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт

Инженерная графика

 

Сопромат