Использование ядерного горючего для получения элек­трической энергии.

Использование ядерного горючего для получения элек­трической энергии. Если ядерный реактор дает тепловую энергию, то нельзя ли это тепло известными нам спосо­бами превратить в механическую и электрическую энер­гию?

Рис. 54. Принципиальная схема атомной электростанции, рабо­тающей на природном уране

Одна из возможных схем превращения атомной энер­гии в электрическую приведена на рис. 54.

Расплавленный висмут (температура плавления 271 градус), играющий роль теплоносителя, пропускают через ядерный реактор, где он нагревается до 600 граду­сов. Затем горячий металл, проходя через паровой котел, отдает свое тепло на парообразование и возвращается в реактор при температуре 275 градусов. Выходящий из парового котла пар, имеющий температуру до 260 граду­сов и давление 40 атмосфер, поступает в паровую тур­бину, где и приводит в движение вал, связанный с элек­трическим генератором. При таком давлении и темпера­туре пара коэффициент полезного действия установки ра­вен 20—25 процентам. Отработанный пар пропускают че­рез холодильник, где он конденсируется и перекачивается насосом обратно в паровой котел. Вода, охлаждающая пар, нагревается и может быть применена для отопления жилых или производственных помещений.

В схеме применяется реактор, работающий на медлен­ных нейтронах, и используется уран с содержанием ядер­ного горючего около одного процента. Замедлителем служит графит. Во время пускового периода реактор ра­ботает на природном уране, содержащем всего 0,7 про­цента урана²³⁵. При таких условиях урановые тепловы­деляющие элементы реактора приходится довольно часто заменять. Но в этих блоках накапливается плуто­ний, который после отделения и химической очистки до­бавляют в освобожденные от «осколков» урановые блоки. Содержание ядерного горючего (урана²³⁵ и плуто­ния²³⁹) в этих блоках увеличивается, и постепенно сред­нее содержание расщепляющегося материала в урановом котле доводится до одного процента.

По истечении некоторого времени в реакторе устанав­ливается такой режим, при котором только частично используется природный уран, добавляемый в котел в виде «свежих» урановых блоков. Основное же количе­ство урана поступает в реактор с химического и метал­лургического заводов после обработки и имеет повышен­ное содержание ядерного горючего. Но в этой установке нет полного восстановления ядерного горючего. Около 50 процентов урана²³⁸ не используется и поступает на склад. Этот уран может быть использован в размножаю­щем реакторе.

Более совершенной является