Размножающие (бридерные) реакторы

clip_image004

Рис. 20. Схема размножающего реактора на быстрых ней тронах. Цепной процесс идет в центральной части реак­тора. Во внешних блоках происходит образование искус­ственного ядерного горючего — плутония239 или урана233

В оболочке нейтроны поглощаются ядрами урана238 или тория232, образуя искусственное ядерное горючее — плу­тоний239 или уран233.

Центральная часть реактора может состоять из чистого урана235. Однако в этом случае подбор критических усло­вий затруднен. Ничтожное добавление урана может при­вести к очень быстрому возрастанию коэффициента раз­множения, и когда он значительно превысит единицу, произойдет атомный взрыв.

Кроме того, при применении чистых расщепляющихся материалов центральная часть реактора будет иметь очень малый объем, в котором выделяется громадное ко­личество тепла. Это затрудняет отвод тепла от реак­тора. Добавление значительных количеств разбавителя, естественно, облегчает регулировку цепного процесса и работу охлаждающей системы.

Вместо урана235 в центральной части, реактора может использоваться плутоний239 или уран233. При работе на быстрых нейтронах легче всего добиться полного восста­новления горючего, применяя плутоний239.

Второй тип размножающего реактора может быть вы­полнен в виде гетерогенного с замедлителем из тяжелой воды. В этом случае блоки из обогащенного урана рас­полагаются очень близко один к другому. На малых рас­стояниях между блоками большая часть нейтронов не успевает замедлиться, и много актов деления ядер урана235 производится быстрыми нейтронами. Эти ней­троны, как уже говорилось, слабо поглощаются ядрами урана235,

Наконец, оказалось возможным использовать и мед,- ленные нейтроны в реакторе о восстановлением горю­чего. Легче всего это сделать,, применяя для цепного про­цесса уран233. Его ядра сравнительно слабо поглощают (без деления) тепловые нейтроны. Выходящие из актив­ной зоны реактора нейтроны поглощаются в наружной оболочке, состоящей из тория232, где и образуется уран233. Расчеты показывают, что в оболочке такого реактора можно получить «свежего» урана233 не меньше, чем его «выгорает» в центральной части.

Таким образом, размножающие реакторы могут быть осуществлены на быстрых и медленных нейтронах.

Процессы в размножающем реакторе очень чувстви­тельны к различным примесям, загрязняющим уран или замедлитель. Увеличение примесей, естественно, приводит к уменьшению выхода искусственного горючего, так как в них поглощается

Страница 3 of 4« First...34