ВСЕ О РЕАКТОРАХ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
Использование ядерной энергии для получения электроэнергии осуществляется при помощи специальных аппаратов, которые называют ядерными реакторами. В реак-
торе процесс высвобождения энергии идет постепенно, поскольку в цепной реакции деления нейтроны освобождаются не одновременно. Большая часть нейтронов обра-
зуется менее чем через 0,001 секунды – это так называемые мгновенные нейтроны. Другая часть (около 0,7%) образуется через 13 секунд – это запоздалые нейтроны. Именно они дают возможность регулировать скорость прохождения цепной реакции при помощи специальных стержней, которые поглощают избыток нейтронов. Стер-
жни вводятся в активную зону реактора и стабилизируют процесс размножение ней-
тронов на безопасном уровне.
Что собой представляет ядерный реактор?
Существует две основные категории реакторов – реакторы на тепловых (медленных) нейтронах и реакторы на быстрых нейтронах. В дальнейшем речь будет идти о реак-
торах на тепловых нейтронах.
Основным элементом ядерного реактора является активная зона, в которую загружа-
ют тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы). В этих элементах и происходит цепная реак-
ция. ТВЭЛ реактора РБМК – это циркониевая трубка диаметром 10 мм и длинной 3,5 м. В трубке помещены таблетки двуокиси урана (UO2). ТВЭЛы размещены в замедлителе. В реакторах РБМК-1 Чернобыльской АЭС в качестве замедлителя используют графит. К слову, именно это существенно усугубило ситуацию в апреле 1986 года. В конструк-
циях других атомных реакторов в качестве замедлителя используют воду.
Тепло, которое выделяется в ТВЭЛах в результате деления урана, отводится при помо-
щи теплоносителя (например, водой). Теплоноситель непрерывно циркулирует сквозь активную зону. Через реактор РБМК-1 ежечасно проходить 37500 м3 воды. Управление работой реактора осуществляется при помощи системы управления и за-
щиты (СУЗ). СУЗ обеспечивает запуск, остановку реактора а также осуществляет регу-
лирование его мощности. К ней относятся стержни, которые наполнены веществом сильно поглощающем нейтроны (кадмий, бор и т.д.). Введение в активную зону стер-
жней приводит к остановке реактора, а извлекая их из реактора осуществляется регу-
лировка мощности. Для реакторов на тепловых нейтронах характерным является наличие замедлителя в активной зоне (вода и графит).
Существует большое количество других типов реакто-
ров, которые отличаются конструкцией, типом теплоносителя, энергией используе-
мых нейтронов и т.д.
Какой тип реакторов был установлен на Чернобыльской АЭС?
На Чернобыльской АЭС было установлено четыре реактора РБКМ-1000. Аббревиатура РБМК – Реактор Большой Мощности Канальный. Цифра 1000 указывает мощность энергетической установки, которая способна генерировать 1000 мегаватт электро-
энергии в час. Необходимо отметить, что ядерный реактор, кроме энергетической мощности имеет тепловую мощность выделения тепла в реакторе. Тепловая энергия составляет 3000 мегаватт. Используя эти два значения (значения тепловой и энергетической мощно-
сти) можно легко рассчитать коэффициент полезного действия ядерного реактора РБМК–1000 – 31%.
Важной особенностью устройства РБМК является наличие каналов в активной зоне, по которым движется теплоноситель (вода). То есть, наличие каналов в толще за-
медлителя дает возможность двигаться теплоносителю, который нагреваясь пре-
вращается в пар, который в свою очередь вырабатывает электроэнергию. Такая схема генерации энергии позволила сконструировать мощные реакторы. Так, активная зона РБМК имеет вид вертикального цилиндра высотой 7 метров, а диаметр 11,8 метров. Весь внутренний объем реактора заполнен графитовыми блоками раз-
мерами 25x25x60 см3. Общий вес графита в реакторе составляет 1850 тонн.
Графитовые блоки имеют в центре цилиндрическое отверстие, через которое проходит канал с водой, которая является теплоносителем. Графитовые блоки, которые нахо-
дятся на периферии реактора отверстий и каналов не имеют. Эти блоки играют роль отражателя. Толщина этого слоя один метр.
Графитовая кладка окружена цилиндрическим металлическим баком с водой. Он играет роль биологической защиты. Графит опирается на плиту, которая состоит из металлоконструкций, а сверху графит также накрыт подобной плитой. Верхняя плита, для защиты от излучений, накрыта дополнительным настилом.
В реакторах типа РБМК находится 1661 канал в которых размещены кассеты с ядер-
ным топливом. Ядерное топливо – двуокись урана, который запечен в виде таблеток. Такие таблетки имеют диаметр около одного сантиметра и высотой полтора санти-
метра. Таблетки собирают в колону в количестве двухсот штук и загружают в ТВЭЛ. ТВЭЛ – пустотелый циркониевый цилиндр с примесью (1%) ниобия, длинной 3,5 метра и диаметров 13,5 мм. 36 ТВЭЛов собирают в кассету, которая вставляется в канал ре-
актора. Общий вес урана, который при этом загружается в реактор – 190 тонн. В дру-
гих 211 каналах реактора двигаются стержни-поглотители.