Безопасный ядерный реактор. Анализ положительных и отрицательных сторон каждого, из самых распространённых типов реакторов, страница 5

          Установка выполнена по двухконтурной схеме (рис. 6). Шесть газодувок, расположенных в горизонтальных каналам корпуса реактора, нагнетают гелий в кольцевое пространство между наружной обечайкой зоны и внутренней облицовкой корпуса реактора. Гелий проходит вниз, омывая снаружи кожуха 6 парогенераторов,

и через щели под ними поступает в кольцевой зазор между обечайкой зоны и боковым отражателем. Такая организация движения «холодного» теплоносителя позволяет теплоизолировать внутрикорпусные металлические конструкции от действия высоких температур.

          Из входной полости над активной зоной теплоноситель течет вниз, охлаждая опорную часть крыши графитовой кладки и саму активную зону. Через каналы в нижнем отражателе гелий выходит в полость под зоной и направляется вверх в парогенераторы по каналам горячего газа. С температурой 250°С он покидает парогенераторы и поступает в газодувки.

          Активная зона насыпного типа расположена в центральной части корпуса реактора. Она содержит ≈675 тыс. сферических твэлов диаметром 6 см той же конструкции. Каждый твэл содержит 0,96  г U235 (93% обогащения) и 10,2  г Th232 в виде топливных частиц с многослойным противоосколочным покрытием из пироуглерода, заключенных в графитовую матрицу. В период пуска и выхода на установившийся режим загрузки в активной зоне, кроме топливных твэлов, находятся также «холостые» графитовые элементы и твэлы с поглощающим материалом. Реактор работает в режиме непрерывной перегрузки твэлов. Скорость перегрузки - 500 твэлов в час /5/.

1.5.Выделение аспектов безопасности каждого типа реакторов.

          Представленные реакторы являются самыми распространёнными в мире, но у каждого свой уровень безопасности.

          Я провёл анализ всех физических аспектов безопасности реакторов ВВЭР, РБМК, БН и ВТГР, и пришёл к выводу, что самыми безопасными реакторами являются ВВЭР и ВТГР.

          ОТНОСИТЕЛЬНО ВВЭР:

• В качестве теплоносителя и активной зоны использована обыкновенная вода.

• Большой отрицательный температурный коэффициент реактивности теплоносителя, что определяет высокую стабильность и саморегулируемость.

• Большие отрицательные коэффициенты реактивности - мощностной, температурной топлива и др., что определяет динамическую устойчивость и безопасность эксплуатации ВВЭР.

• Свойство саморегулирования водо-водяного реактора, препятствующует неконтролируемому разгону мощности.

        ОТНОСИТЕЛЬНО ВТГР:

• Гелий является теплоносителем, наиболее приемлемый с точки зрения обеспечения безопасности по следующим причинам:

1) У гелия отсутствуют фазовые превращения, соответственно снимается проблема кризиса при кипении и при разгерметизации корпуса реактора.

2) Гелий обладает маленьким запасом энергии при утечке из-за относительно низкой плотности.

3) Имеет очень маленькую химическую инертность.

4) Имеет слабую активируемость и даёт незначительный вклад в реактивность активной зоны.

• В качестве основных конструкционных и топливных материалов активной зоны характерно применение графита, карбидов и окислов металлов, имеющих высокую температуру плавления и сублимации, что обеспечивает большой интервал от рабочих температур материалов до предельных.

• Использование микротвэлов (сфероидальные частицы топлива, покрытые тремя слоями пироуглерода).

• Очень большой отрицательный температурный коэффициент реактивности во всём спектре рабочих температур.

• Крайне малая чувствительность к нарушению охлаждения и очень хорошие динамические свойства.

        Реакторы РБМК и БН (и его производные: БР, БОР и др.) во всём мире считаются самыми не безопасными с точки зрения конструкции, материала и его свойств. Ярким примером является грядущее закрытие второго блока Литовской АЭС, которую построили при СССР, на ней стояли самые мощные реакторы - РБМК-1500.