Mat

Mat, nauka, PW, sem 7, reaktory

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ
im. Bohdana Stefanowskiego
POLITECHNIKA WARSZAWSKA
ITC
Materiały
stosowane w
energetycznych reaktorach j
Ģ
drowych
NS515 „Energetyczne Reaktory JĢdrowe”
Klasyfikacja
ITC
Materiały najwygodniej sklasyfikowaę wg przeznaczenia.
W reaktorach na neutrony
termiczne
wystħpowaę powinny:
•
paliwo wraz z materiałem rodnym
, jako Ňe nie stosuje siħ paliwa wzbogaconego do 100%
(o paliwach jĢdrowych bħdzie osobny wykład);
•
moderator
, w celu spowolnienia neutronów do energii termicznej;
•
chłodziwo
, w celu odprowadzenia ciepła z reaktora do układu przetwarzania energii;
•
materiały konstrukcyjne
, zapewniajĢce rozdzielenie paliwa i produktów rozszczepienia od
strumienia chłodziwa, a najczħĻciej i od moderatora;
•
materiały pochłaniaj
Ģ
ce neutrony
, słuŇĢce do regulacji mocy.
W reaktorach pr
ħ
dkich
(tzn. na neutrony prħdkie) jest podobnie, z wyjĢtkiem
moderatora
,
który
jest zb
ħ
dny
(wrħcz przeciwwskazany).
Kryteria wyboru materiałów
ITC
Wybór materiałów nastħpuje w wyniku porównania ich własnoĻci fizycznych i chemicznych. Przy
tym naleŇy pamiħtaę o trzech moŇliwych zdarzeniach, koıczĢcych Ňywot neutronu swobodnego
w reaktorze (Ļrednio 1 ms) – spowodowaniu rozszczepienia (bħdĢcego poŇĢdanym),
pochłoniħciu (niepoŇĢdanym, z wyjĢtkiem materiału rodnego) i ucieczce (zawsze niepoŇĢdanej).
Porównanie przeprowadza siħ na podstawie nastħpujĢcych kryteriów:
•
pochłanianie neutronów:
odpowiedni mikroskopowy przekrój czynny winien byę jak
najmniejszy u moderatorów, chłodziw i materiałów konstrukcyjnych;
•
efektywno
Ļę
:
u moderatorów zaleŇy od masy jĢder; u chłodziw – od ciepła właĻciwego; u mat.
konstrukcyjnych – od własnoĻci mechanicznych;
•
g
ħ
sto
Ļę
:
im wyŇsza, tym mniejsze wymiary reaktora;
•
aktywno
Ļę
chemiczna:
winna byę jak najniŇsza;
•
dost
ħ
pno
Ļę
:
materiały nie powinny byę rzadkie, czyli zbyt drogie.
Niestety, nie ma materiałów, spełniajĢcych doskonale wszystkie kryteria. NajwaŇniejsza przy tym
pozostaje skłonnoĻę do pochłaniania neutronów.
Hel
ITC
ń
ródło: JAERI
Hel
ITC
Hel jest materiałem idealnym pod wzglħdem pochłaniania neutronów – nie pochłania
ich w ogóle!
EfektywnoĻę spowalniania jest Ļrednia (jĢdro helu jest 4 razy ciħŇsze od neutronu, a
im ciħŇsze sĢ jĢdra moderatora, tym wiħcej zderzeı musi zajĻę, by neutrony
spowolnię, czyli tym wiħcej materiału naleŇy uŇyę).
EfektywnoĻę chłodzenia jest bardzo dobra – przy ciĻnieniu ok. 7 MPa, ciepło właĻciwe
powyŇej 5 kJ/kg.
Niestety, niska għstoĻę eliminuje hel jako moderatora (wymiary reaktora byłyby
ogromne).
Nota bene
, jest jedynĢ substancjĢ, nie dajĢcĢ siħ zestalię.
Doskonały pod wzglħdem chemicznym – jako gaz szlachetny jest obojħtny chemicznie
i nie łĢczy siħ w Ňadne zwiĢzki.
Jest Ļrednio dostħpny – nie jest najtaıszy, ale nie jest teŇ bardzo drogi.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

mement.xlx.pl