Reaktor jądrowy ciężkowodny CANDU

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Schemat reaktora CANDU: Ciężką wodę w obiegu pierwotnym oznaczono kolorem żółtym, pełniącą rolę moderatora - różowym. Lekką wodę obiegu wtórnego - czerwonym (gorąca) i niebieskim (zimna).
Opis
1 Pakiety paliwowe 8 Maszyna załadunku paliwa
2 Calandria (rdzeń reaktora) 9 Ciężka woda moderator
3 Pręty regulacyjne 10 Rury ciśnieniowe
4 Ciężka woda zbiornik ciśnieniowy 11 Wyjście pary do turbiny
5 Generator pary 12 Powrót chłodnej wody z turbiny
6 Pompa wody 13 Obudowa bezpieczeństwa
7 Pompa wody

CANDU (ang. Canadian Deuterium Uranium) – opracowany w Kanadzie ciężkowodny reaktor ciśnieniowy (PHWR), w którym rolę moderatora i chłodziwa pełni ciężka woda.

Kanada posiada własne, bogate złoża uranu. Stąd w tym kraju, na przełomie lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych, zrodziła się potrzeba skonstruowania reaktora jądrowego wykorzystującego jako paliwo uran naturalny (nie wzbogacony). W tym celu w układzie reaktora zdecydowano się użyć ciężkiej wody, która jest najlepszym materiałem opóźniającym neutrony. Zapewnia bardzo szybkie obniżenie ich energii, także wymiary reaktora ciężkowodnego są porównywalne z wymiarami reaktorów chłodzonych i moderowanych zwykłą wodą, a pochłania wielokrotnie mniej neutronów niż woda lekka (zwykła), dzięki czemu możliwe jest stosowanie jako paliwa uranu niewzbogaconego.

Reaktory CANDU były pierwszymi komercyjnymi reaktorami wykorzystującymi ciężką wodę. Pierwszy reaktor uruchomiono w 1967 roku koło miasta Douglas Point. Miał on moc elektryczną 200 MW. Kosztował wówczas 80 milionów USD.[1]

Budowa[edytuj | edytuj kod]

Typowe reaktory CANDU pracują w układzie dwuobiegowym, z ciśnieniowym obiegiem pierwotnym, podobnie jak reaktory PWR. Rdzeń znajduje się w dużym cylindrycznym, niskociśnieniowym zbiorniku stalowym zwanym kalandrią, wypełnionym ciężką wodą. Przez zbiornik przechodzi kilkaset poziomych ciśnieniowych kanałów paliwowych, zawierających paliwo uranowe zanurzone w ciężkiej wodzie, która pełni tutaj funkcję czynnika chłodzącego. Chłodziwo, przepompowywane pod dużym ciśnieniem przez kanał, odbiera wytwarzane w paliwie ciepło i przenosi je poza rdzeń do wymienników ciepła. Tam jest oddawane do drugiego obiegu, wtórnego, zawierającego zwykłą (lekką) wodę. Zarówno konstrukcja wymienników ciepła, jak i wyposażenie obiegu wtórnego są podobne do stosowanych w reaktorach PWR.

Paliwo ma postać pastylek ceramicznych, formowanych z dwutlenku uranu, zamkniętych szczelnie w koszulkach ze stopu cyrkonu. Pręty paliwowe łączone są w wiązki zawierające po kilkadziesiąt prętów. Wiązki prętów paliwowych są wsuwane stopniowo coraz głębiej do kanałów paliwowych z obu powierzchni czołowych cylindra zbiornika (dla wyrównania nierównomierności w wypalaniu paliwa), a usuwane z przeciwnych końców kanałów po drugiej stronie rdzenia za pomocą maszyny przeładowczej. Każdy kanał zawiera dwanaście wiązek prętów ułożonych jedna za drugą.

Załadunek i wyładunek paliwa odbywa się w sposób ciągły podczas normalnej pracy reaktora (średnio codziennie wymienia się 15 wiązek paliwa). Pozwala to osiągnąć współczynnik dyspozycyjności reaktora sięgający 80% w skali rocznej.

Działające reaktory CANDU[edytuj | edytuj kod]

Na świecie pracuje 29 reaktorów typu CANDU, nie licząc 11 reaktorów ciężkowodnych wzorowanych na CANDU, pracujących w Indiach, a powstałych w wyniku inżynierii wstecznej, po tym jak Kanada zerwała współpracę z Indiami na polu energii atomowej, gdy te dokonały próbnej eksplozji jądrowej.

Kraje wykorzystujące reaktory CANDU:

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982, s. 38. ISBN 8311067236. (pol.)