Важководні реактори
Загальна інформація
Важководні реактори почали розроблятись в 40-х роках минулого сторіччя в СРСР, Великобританії та США в якості промислових з метою напрацювання урану-233 (в торієвому циклі) та плутонію-239 (в урановому циклі). Натомість, в Канаді такі реактори розвивались в якості енергетичних, період еволюційного вдосконалення технології CANDU на сьогодні становить понад 50 років.
У важководних реакторних установках в якості уповільнювача нейтронів використовується важка вода (D2О), а в якості палива - природний або слабозбагачений уран. За теплофізичними властивостями важка вода аналогічна легкій, однак суттєво відрізняється на краще від останньої за ядерно-фізичними властивостями.
Характеристика
Легка вода
Важка вода
Хімічна формула
H2O
D2O
Відносна атомна маса
18,0
20,0
Густина, кг/м3
1000
1100
Макроскопічний переріз розсіяння нейтронів (надтепловий) s, см -1
1,64
0,35
Макроскопічний переріз поглинання нейтронів (надтепловий) a, см -1
22·10-3
85·10-6
Середнє число зіткнень нейтронів до термолізації,
19,6
35,7
Уповільнююча здатність s, см -1
1,5
0,18
Коефіцієнт уповільнення нейтронів s/а
70
1900
Конструкції важководних реакторів відрізняються:
за речовиною теплоносія: звичайна або важка вода чи органічна рідина;
за станом теплоносія: киплячий або не киплячий під тиском;
за конструктивним виконанням: корпусний або канальний.
Корпусні важководні реактори
Корпусні важководні реактори значно менш поширені, ніж канальні через наступні причини:
Значна одинична потужність реактору недосяжна через малу уповільнюючу здатність D2O та великий крок розташування ТВЗ;
За відсутності роділення важководного сповільнювача та теплоносія вся важка вода перебуває під високим тиском, що ускладнює забезпечення герметичності контуру.
За конструктивним виконанням існують корпусні важководні реактори:
з киплячим теплоносієм та одноконтурною схемою;
з некиплячим теплоносієм та двоконтурною схемою.
Схеми корпусних важководних реакторів з киплячим (а) та некиплячим (б) теплоносієм:
1 - корпус реактора;
2 - випарний канал;
3 - перегрівальний канал;
4 - рівень води;
5 - насичена пара;
6 - підігрівальний канал.