Классификация ядерных реакторов

Все существующие ядерные реакторы можно классифицировать по нескольким признакам:

I. По энергии нейтронов, при которой происходит основная часть реакций деления:

1. реакторы на быстрых нейтронах E _n > 0,1МэВ

2. реакторы на промежуточных нейтронах 1 эВ < E_n < 0,1 МэВ

3. реакторы на тепловых нейтронах E_n < 1 эВ

(средняя энергия ядер при комнатной температуре E» 0,025 эВ)

II. По назначению:

1. энергетический реактор – используется на АЭС, АСТ, подлодках, в космосе.

2. реакторы для производства стабильных и радиоактивных изотопов (Pu²³⁹, Co⁶⁰, U²³³ и др.) - Челябинск,65, Сибирская АЭС.

3. реакторы двухцелевого назначения (комбинированные).

4. исследовательские реакторы – служат источником нейтронов, b- и g-излучений, которые используются в научных целях. Один из таких реакторов есть в Заречном. Одна из разновидностей – импульсные реакторы.

5. Экспериментальные реакторы – для исследования работы ядерных реакторов, строится перед тем, как построить промышленный реактор нового типа, многие из них рассчитаны на нулевую мощность.

III. По ядерному горючему:

1. реакторы на природном уране

2. реакторы на слабо обогащенном уранеU²³⁵ ( 1-10 )%

3. реакторы на высоко обогащенном уранеU²³⁵(> 10 %)

4. реакторы на Pu²³⁹

5. реакторы на U²³³

IV. По структуре активной зоны:

1. гомогенные реакторы — т.е. все составляющие материалы равномерно размешаны по активной зоне (раствор урановой соли в воде; но более реален реактор в виде расплава некоторых солей урана, теплосъем в этом случае может быть организован пропусканием «душа» из свинца).

2. гетерогенные реакторы – неоднородные, состав активной зоны меняется от точки к точке. Наиболее распространенный тип.

Схема реактора

Рис. 1.4.1. 1- отражатель; 2- горючее; 3- замедлитель.

V. По теплоносителю:

1. реакторы на тяжёлой воде (D₂O)

2. реакторы на жидких металлах ( Na, K )

3. реакторы на газах (CO₂, He)

VI. По отражению:

Отражатель — это оболочка, цель которой — возврат части утекших из активной зоны нейтронов. При этом отражателем, в какой-то степени, является любое вещество за пределами активной зоны. В качестве отражателей используются:

a) для тепловых нейтронов – графит, бериллий, окись бериллия;

b) для реакторов на быстрых нейтронах – сталь, U²³⁸.

VII. По замедлителю:

Замедлитель применяется только в тепловых реакторах. Основное назначение – замедлить нейтроны до тепловых энергий, при которых велико сечение захвата нейтронов изотопом U²³⁵. В качестве замедлителя служат:H₂O, D₂O, Be, BeO, графит.

В реакторах на быстрых нейтронах, наоборот, всячески избегают наличия замедлителей. В качестве теплоносителей в быстрых реакторах приходится применять жидкие металлы, которые меньше замедляют нейтроны, чем вода. Весь реактор окружается бетоном.