مبرد المفاعل النووي

مبرد المفاعل النووي هو سائل تبريد في مفاعل نووي يستخدم لإزالة الحرارة من قلب المفاعل النووي ونقله إلى المولدات الكهربائية والبيئة.[1] في كثير من الأحيان يتم استخدام سلسلة من حلقتين لسائل التبريد لأن حلقة سائل التبريد الأساسية تتعامل مع النشاط الإشعاعي قصير المدى من المفاعل.[2]

مبردات المفاعل النووي
المبردنقطة الانصهارنقطة الغليان
الماء الثقيل345 °C
الصوديوم97.72 °C883 °C
فلوريد ليثيوم بيريليوم459 °C1430 °C
الرصاص327.46 °C1749 °C

الماء

تقريبا جميع محطات الطاقة النووية التي تعمل حاليا عبارة عن مفاعلات تعمل بالماء الخفيف حيث تستخدم الماء العادي تحت ضغط عالي كمشرف للتبريد والنيوترونات.[3] يوجد حوالي ثلث المفاعلات في العالم من نوع مفاعلات الماء المغلي حيث يمر المبرد الأساسي بمرحلة انتقال إلى البخار داخل المفاعل. حوالي 2/3 مفاعلات الماء المضغوط في ضغط أعلى حيث تبقى المفاعلات الحالية تحت النقطة الحرجة عند حوالي 374 درجة مئوية و 218 بار حيث يختفي التمييز بين السائل والغاز مما يحد من الكفاءة الحرارية.

تستخدم مفاعلات الماء الثقيل أكسيد الديوتريوم الذي له خصائص متطابقة مع الماء العادي ولكن التقاط النيوترون أقل بكثير مما يسمح باعتدال أكثر شمولية.[4]

صورة متحركة مفاعل الماء المضغوط.
صورة متحركة، مفاعل الماء المغلي.

المياه الملوثة

يتم استخدام الماء المسخن كمبرد خلال التشغيل العادي لمفاعلات الماء المضغوط وكذلك في أنظمة الطوارئ الأساسية للتبريد لكل من مفاعلات الماء المضغوط ومفاعلات الماء المغلي.[5]

المعدن المنصهر

تتميز المفاعلات السريعة بكثافة عالية للطاقة ولا تحتاج إلى اعتدال نيوتروني. معظمها عبارة عن مفاعلات مبردة بالمعادن السائلة باستخدام الصوديوم المنصهر والرصاص والمعادن الأخرى تم اقتراحها واستخدامها من حين لآخر حيث تم استخدام الزئبق في أول مفاعل سريع.[6]

الصوديوم المذاب

تشترك الأملاح المنصهرة مع المعادن في ميزة انخفاض ضغط البخار حتى في درجات الحرارة العالية وتكون أقل تفاعل كيميائي من الصوديوم. الأملاح التي تحتوي على عناصر خفيفة مثل فلوريد ليثيوم بيريليوم يمكن أن توفر أيضا اعتدالا. في تجربة مفاعل الصوديوم المصهور كان بمثابة مذيب يحمل الوقود النووي.[7]

الغاز
رسم توضيحي لعمل مفاعل تبريد غازي تقدمي في بريطانيا، ويلاحظ وجود جميع أجزاء المفاعل داخل الحاوية الضخمة المصنوعة من الخرسانة المسلحة بالحديد وهي تحافظ على الضغط وتحجب الإشعاع عن الخروج :
1. فتحات التموين
2. قضبان التحكم
3. مهدئ من الجرافيت
4. وحدات اليورانيوم
5. حاوية الضغط الخرسانية
6. طلمبة الغاز
7. ماء
8. طلمبة الماء
9. مبادل حراري
10. بخار

تم استخدام الغازات كمبرد مثل الهيليوم حيث يكون خامل للغاية من الناحية الكيميائية عندما يتعلق بالتفاعلات النووية ولكن لديه قدرة حرارة منخفضة.[8]

الهيدروكربونات

المفاعلات التي يتم ضبطها وتبريدها عضويا كانت عبارة عن فكرة تمت دراستها الا انها لم تكن ناجحة.

انظر ايضاً

المراجع
  1. "as the result of routine, approved releases;from google (why tritium leak) result 2".
  2. "Partial Meltdowns Led to Hydrogen Explosions at Fukushima Nuclear Power Plant;from google (fukushima hydrogen explosion) result 1".
  3. "Pressurized Water Reactor Systems" (PDF). USNRC Technical Training Center. Retrieved March 12, 2019.
  4. Aaltonen1, Hanninen2, P.1, H.2. "Water Chemistry and Behavior of Materials in PWRs and BWRs" (PDF). VTT Manufacturing Technology. Retrieved March 12, 2019.
  5. Buongiorno, Jacopo. "Nuclear Safety" (PDF). MIT OpenCourseWare. Retrieved March 12, 2019.
  6. "Borated Water" (PDF). Columbus Chemical Industries. Retrieved March 12, 2019.
  7. Monterrosa, Anthony (May 5, 2012). "Boron Use and Control in PWRs and FHRs" (PDF). Department of Nuclear Engineering, University of California, Berkeley. Retrieved March 12, 2019.
  8. Sodium as a Fast Reactor Coolant, Thomas Fanning, ANL Compares sodium favorably to lead and helium

المصادر

وصلات خارجية
  • بوابة طاقة
  • بوابة الفيزياء
  • بوابة علم البيئة
  • بوابة طاقة نووية
  • بوابة تنمية مستدامة
  • بوابة طاقة متجددة
  • بوابة زراعة
  • بوابة ماء
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.