Отвод тепла от ядерного реактора.

Отвод тепла от ядерного реактора. В работающем ре­акторе большая часть атомной энергии превращается а теплоту и нагревает тело реактора. Для охлаждения его, для отвода получившегося тепла от реактора и использования тепла в промышленных условиях исполь­зуются жидкие или газообразные вещества — теплоно­сители.

Проще всего, казалось бы, использовать в качестве охлаждающей жидкости расплавленный уран, плутоний или жидкий замедлитель. Но для достаточно эффектив­ного отвода тепла нужны большие количества теплоноси­теля. Это обстоятельство, а также высокая радиоактив­ность ядерного горючего во время цепного процесса за­трудняют использование таких охлаждающих веществ в реакторе. Поэтому сейчас в большинстве случаев при­меняют «нейтральные» теплоносители, которые, нагре­ваясь, не принимают непо­средственного участия в са­мом процессе получения энергии.

Таким теплоносителем может быть, например, про­стая вода в урано-графитовом реакторе на медленных нейтронах, где применяется природный уран. На рис. 47 приведен разрез небольшого участка рабочей части такого реактора. Урановые блоки помещаются в алюминиевой трубке, которая вставляется в цилиндрическое отверстие графитового блока прямо­угольной формы. Вода по­ступает в зазор между алю­миниевой оболочкой уранового блока и стенкой трубки. Так как вода сильно поглощает нейтроны, то для того чтобы избежать большой потери нейтронов, заставляют воду проходить через тонкие зазоры с очень большой скоростью. Недостатком такой системы является то, что нельзя получить температуру теплоносителя выше 100 гра­дусов. При более высоких температурах усиленное паро­образование приводит к разрывам потока воды и, следо­вательно, к сильным местным перегревам.

Рис. 47. Разрез участка рабо­чей части урано-графитового реактора. В зазоре между стенкой трубы и алюминиевой оболочкой уранового блока протекает вода, отбирающая тепло от ядерного реактора

Очевидно, что при температуре 100 градусов практи­чески нельзя получить атомную энергию для промышлен­ных целей. Поэтому такой теплоноситель может быть при­менен только в первичных реакторах, где природный уран используется для получения искусственного ядер­ного горючего — плутония²³⁹ и радиоактивных изотопов. Положение могло бы измениться, если бы заставить воду проходить в реакторе под большим давлением. Как из­вестно, под большим давлением вода кипит при более высокой температуре, но тогда стенки труб надо делать более прочными и толстыми, а это приведет к поглоще­нию ими большого