Производство тяжёлой воды - Реферат

вода теплоноситель ядерный реактор И, наконец, в энергетике накоплен большой опыт по использованию воды и ее пара в теплоэнергетических установках (получение чистой воды, не содержащей растворенных солей и газов, выбор соответствующих конструкционных материалов и т.п.). Она является первым замедлителем по величине замедляющей способности, но по величине коэффициента замедления - на пятом месте, уступая тяжелой воде, бериллию, оксиду бериллия и графиту потому, что вода обладает более высоким значением макросечения поглощения замедляющихся нейтронов.Замедлитель нейтронов - вещество с малой атомной массой, служащее для замедления, образующихся при делении ядер нуклидов, нейтронов с высокой энергией (0,5-10 МЭВ) до тепловых энергий (менее 1 ЭВ). (Т.е. вещество в активной зоне ядерного реактора, служащее для уменьшения кинетической энергии быстрых нейтронов до величин энергии тепловых нейтронов, которые вызывают деление ядер 235U, 233U и 239Pu.) Наиболее распространенные замедлители нейтронов - графит, обычная вода, тяжелая вода и бериллий, которые слабо поглощают тепловые нейтроны. В реакторах на быстрых нейтронах, в которых для деления используются нейтроны деления большой энергии, замедлитель отсутствует. В тепловом ядерном реакторе в качестве материала - замедлителя должен использоваться такой, который: 1) обладает высокими замедляющими свойствами; 2) имеет малое макросечение поглощения тепловых и резонансных нейтронов. Чем меньшую величину имеют макросечения поглощения замедлителя в тепловой области энергий нейтронов, тем выше соответственно коэффициент использования нейтронов в реакторе, ?, и вероятность избежать нейтронный захват, ?.Получение тяжелой воды это, по сути, стандартный процесс электролиза, в результате которого в остатках электролита и появляется то самое заветное вещество с тяжелыми изотопами водорода. Сложность в том, что для получения хотя бы микроскопического объема тяжелой воды необходимо произвести электролиз большого объема воды обычной. Электролиз для получения тяжелой воды стоит именно много денег - получение одного грамма дейтериевой воды в настоящее время обходится в расходование энергии стоимостью примерно 20 долларов США. При этом получения вещества проходит в два этапа: сначала путем реакции с обычной водой получается жидкость с концентрацией тяжелой воды около 10%. Дейтериевая вода является непревзойденным замедлителем нейтронов: для сравнения - коэффициент замедления нейтронов у обычной воды равен 61, а у тяжелой воды он составляет 5700.Поглощение тепловых нейтронов водой компенсируют применением ядерного топлива из обогащенного урана. К недостаткам воды относится то, что в первичных процессах передачи тепла от источника к потребителю вода переносит твердые вещества и газы от реактора к другим частям системы. Большая часть затрат при использовании воды в реакторах обусловлена технологией ее приготовления (двойная дистилляция) и необходимостью поддержания в реакторе особого водного режима, направленного на сохранение чистоты воды и создание в ней условий, способствующих минимизации коррозионных процессов в конструкционных материалах. Низкая температура кипения воды при атмосферном давлении (100ОС) заставляет использовать ее в энергетических реакторах при относительно высоких (16-18 МПА) давлениях. Такие системы являются частью энергосилового реактора «Наутилуса» и реакторов, охлаждаемых водой под давлением.Поэтому, несмотря на тщательную предварительную очистку воды, ее радиационная активность во время длительной работы реактора становится весьма высокой. Обычная вода, в отличие от тяжелой воды, не только замедляет, но и в значительной степени поглощает нейтроны (по реакции 1H n=?D). Поэтому, если в легководном реакторе вода используется и как теплоноситель и как замедлитель нейтронов (как, например в реакторах ВВЭР, PWR, ВК-50), то реактор не может работать на природном уране, для работы такого реактора требуется предварительное обогащение урана. Если же замедлителем нейтронов служит графит, а обычная вода используется только как теплоноситель, то реактор в принципе может работать на природном уране или на уране низкого обогащения (как, например, реактор РБМК). Пароводяная смесь после выхода из реактора или в самом реакторе разделяется - пар направляется в турбину, а вода возвращается в активную зону реактора.Вода представляет интерес в качестве охладителя для ядерных реакторов. Особенно важным является то обстоятельство, что вода в реакторах некоторых конструкций может служить одновременно замедлителем и охладителем.

Оглавление

Введение

1. Свойства воды

2. Тяжелая вода

3. Недостатки воды

4. Особенности использования водных теплоносителей

5. Реакторы, в которых используется вода

Заключение

Список литературы