Останов (ядерный реактор)
Останов — это состояние ядерного реактора , когда реакция деления значительно замедляется или полностью прекращается. Различные конструкции ядерных реакторов имеют разные определения понятия «останов», но обычно это означает, что реактор не производит измеримого количества электроэнергии или тепла и находится в стабильном состоянии с очень низкой реактивностью .
Определение
[ редактировать ]Запас на остановку ядерных реакторов (то есть, когда считается, что реактор находится в безопасном остановленном состоянии) обычно определяется либо в единицах реактивности, либо в долларах . Для реактивности это рассчитывается в единицах дельта-k/k, где k равно критичности реактора (по сути, насколько быстрой и контролируемой является реакция ядерного деления). Иногда его также измеряют в долларах, где один доллар равен реактору, находящемуся в состоянии мгновенной критичности . Затем это можно использовать для расчета изменения реактивности, необходимого для остановки или запуска реактора. [1]
Предел останова для каждого реактора может относиться либо к пределу, при котором реактор находится в подкритическом состоянии со всеми вставленными стержнями управления , либо к пределу, при котором реактор будет остановлен в случае аварийного аварийного останова . Этот запас необходимо тщательно учитывать для каждого реактора и конструкции реактора, чтобы гарантировать, что он остается в пределах технических характеристик и ограничений реактора. [2]
Нейтронное отравление
[ редактировать ]Реактор может быть непреднамеренно «остановлен» из-за избытка нейтронных поглотителей в корпусе реактора. Нейтронные яды — это химические побочные продукты ядерной реакции, которые поглощают нейтроны , снижая реактивность реактора и потенциально останавливая реакцию, если накапливается достаточное количество ядов. [3]
Примером этого может служить чернобыльская катастрофа 1986 года, когда реактор № 4 пострадал от серьезного отравления ксеноном-135 , которое привело реактор в нестабильное состояние, что впоследствии привело к аварии. [4] Хотя нейтронное отравление само по себе не считается остановом, оно часто требует остановки реактора на время вымывания ядов из системы, поскольку они могут дестабилизировать реактор и заставить его вести себя непредсказуемо.
Некоторые реакторы, такие как конструкция реактора CANDU (где он называется EPIS, или система аварийного впрыска яда), используют это явление как часть процедуры SCRAM. При возникновении аварийного аварийного останова в реактор вводятся нейтронные поглотители, чтобы немедленно снизить реактивность реактора, одновременно или немного раньше других механизмов останова, таких как регулирующие стержни. [5]
Холодное отключение
[ редактировать ]Разница между обычным (горячим) остановом и холодным остановом заключается, по сути, в том, что топливо полностью или почти полностью остыло. [6] При типичном останове по-прежнему требуются регулярные уровни охлаждающей жидкости, а топливо остается достаточно горячим, поскольку оно продолжает вступать в реакцию. При холодном останове система теплоносителя обычно опускается для перекачки воды при атмосферном давлении, а температура в корпусе реактора остается ниже 93 ° C (200 ° F). Эта температура настолько низка, что охлаждающая вода в легководном реакторе не кипит и не испаряется, даже если давление в контуре охлаждения полностью падает. [6] невозможен Однако холодный останов после расплавления активной зоны , так как структура твэлов и контура теплоносителя разрушается, а остатки реагируют неконтролируемо, даже если давление и температура удовлетворяют условиям холодного останова, хотя бы временно. [7]
Холодный останов обычно используется, когда операторам необходимо получить доступ к корпусу реактора для технического обслуживания, пополнения топлива или когда реактор получил какое-либо повреждение, требующее ремонта. Когда реактор находится в холодном останове, топливо и стержни управления можно безопасно снять и заменить, а также можно провести техническое обслуживание. Однако, как только реактор перешел в режим «холодного» останова, для возобновления цепной реакции требуется больше времени и энергии, чем если бы он находился в режиме «горячего» останова. [8] [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Реактивность | Определение и расчет | Nuclear-power.com» . Ядерная энергетика . Проверено 21 ноября 2022 г.
- ^ «Запас при остановке — SDM | Определение | Nuclear-power.com» . Ядерная энергетика . Проверено 21 ноября 2022 г.
- ^ Министерство энергетики, Министерство энергетики (1 января 1993 г.). Справочник Министерства энергетики США по основам: ядерная физика и теория реакторов (PDF) . Министерство энергетики США .
- ^ ИоП, Институт физики. «АВАР Чернобыля и «нейтронный яд» » . Институт физики . Проверено 22 ноября 2022 г.
- ^ «Реактор CANDU – Энергетическое образование» . Energyeducation.ca . Проверено 21 ноября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б NRC, Комиссия по ядерному регулированию. «Холодное отключение» . Комиссия по ядерному регулированию . Проверено 22 ноября 2022 г.
- ^ МАГАТЭ (11 декабря 2011 г.). «Условия холодного останова объявлены на Фукусиме» .
- ^ «Остановка атомной электростанции» . БАЗА . Проверено 21 ноября 2022 г.
- ^ Холодное отключение . Глоссарий. Общество по безопасности станций и реакторов (GRS) gGmbH