مقدمه:
تمامی نیروگاه‌های گرمایی متداول از نوعی سوخت برای تولید گرما استفاده می‌کنند. برای مثال گاز طبیعی، زغال سنگ یا نفت. در یک نیروگاه هسته‌ای این گرما از شکافت هسته‌ای که در داخل راکتور صورت می‌گیرد تامین می‌شود. هنگامی که یک هسته نسبتاً بزرگ قابل شکافت مورد برخورد نوترون قرار می‌گیرد به دو یا چند قسمت کوچک‌تر تقسیم می‌شود و در این فرآیند که به آن شکافت هسته‌ای می‌گویند تعدادی نوترون و مقدار نسبتاً زیادی انرژی آزاد می‌شود. نوترون‌های آزاد شده از یک شکافت هسته‌ای در مرحله بعد خود با برخورد به دیگر هسته‌ها موجب شکافت‌های دیگری می‌شوند و به این ترتیب یک فرآیند زنجیره‌ای به وجود می‌آید. زمانی که این فرآیند زنجیره‌ای کنترل شود می‌توان از انرژی آزاد شده در هر شکافت (که بیشتر آن به صورت گرماست) برای تبخیر آب و چرخاندن توربین‌های بخار و در نهایت تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد. در صورتی که در یک راکتور از سوختی یکنواخت اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹ استفاده شود بر اثر افزایش غیرقابل کنترل تعداد شکافت‌های هسته‌ای بر اثر فرآیند زنجیره‌ای، انفجار هسته‌ای ایجاد می‌شود. اما فرآیند زنجیره‌ای موجب ایجاد انفجار هسته‌ای در یک راکتور نخواهد شد چراکه تعداد شکافت‌های راکتور به اندازه‌ای زیاد نخواهد بود که موجب انفجار شوند و این به دلیل درجه غنی سازی پایین سوخت راکتورهای هسته‌ای است. اورانیوم طبیعی دارای درصد اندکی (کمتر از ۱٪) از اورانیوم-۲۳۵ است و بقیه آن اورانیوم-۲۳۸ است(زیرا اورانیوم-۲۳۸ توانایی شکافت‌پذیری ندارد). اکثر راکتورها نیروگاه‌های هسته‌ای از اورانیوم با درصد غنی‌سازی بین ۳٪ تا ۴٪ استفاده می‌کنند اما برخی از آنها طوری طراحی شده‌اند که با اورانیوم طبیعی کار کنند و برخی از آنها نیز به سوخت‌های با درصد غنی‌سازی بالاتر نیاز دارند. راکتورهای موجود در زیردریایی‌های هسته‌ای و کشتی‌های بزرگ مانند ناوهای هواپمابر معمولاً از اورانیوم با درصد غنی‌سازی بالا استفاده می‌کنند. با اینکه قیمت اورانیوم با غنی‌سازی بالاتر بیشتر است اما استفاده از این نوع سوخت‌ها دفعات سوختگیری را کاهش می‌دهد و این قابلیت برای کشتی‌های نظامی بسیار پر اهمیت است. راکتورهای CANDU قابلیت دارند تا از اورانیوم غنی‌نشده استفاده کنند و دلیل این قابلیت استفاده آب سنگین به جای آب سبک برای تعدیل سازی و خنک کنندگی است چراکه آب سنگین مانند آب سبک نوترون‌ها را جذب نمی‌کند.
کنترل فرآیند شکافت زنجیره‌ای با استفاده از موادی که می‌توانند نوترون‌ها را جذب کنند (در اکثر موارد کادمیوم) ممکن می‌شود. سرعت نوترون‌ها در راکتور باید کاهش یابد چراکه احتمال اینکه یک نوترون با سرعت کمتر در لحظه تصادف با هسته اورانیوم-۲۳۵ موجب شکافت هسته‌ای گردد بیشتر است. در راکتورهای آب سبک از آب معمولی برای کم کردن سرعت نوترون‌ها و همچنین خنک کردن راکتور استفاده می‌شود.از زمانی که دمای اب افزایش می‌یابد چگالی آب کاهش می‌یابد و تعداد سرعت کمتری نوترون به اندازه کافی کم می‌شود.به این ترتیب تعداد شکافت‌های کاهش می‌یابند بنابراین یک بازخور منفی همیشه ثبات سیستم را تثبیت می‌کند. در این حالت برای آنکه بتوان دوباره تعداد شکافت‌های صورت گرفته را افزایش داد باید دمای آب را کاهش داد که به این کار ایجاد چرخه شکافت می‌گویند.
فهرست مطالب:مقدمه
خنك شدن
انواع رآکتورهای گرمایی
رآکتور آب تحت فشار، PWR
رآکتور آب جوشان، BWR
رآکتور D2G
عملكرد راكتور هسته اي
خنک کننده
انرژی شکافت هسته‌ای (FISSION)
ساختار عمومی راکتورهای هسته ای
مجموعه های سوخت
کند کننده ها
مشخصات یک کند کننده خوب
خنک کننده ها
خواص ایده آل برای یک خنک کننده
سیستم های ایمنی در راکتور
میله های کنترل
حفاظت راکتور
راکتورهای تحقیقاتی تانکی
راکتور تحقیقاتی تریگا
راکتور تحقیقاتی آب سنگین
راکتور تحقیقاتی زاینده سریع
راکتورهاي آب سبک تحت فشار
راکتور هاي آب سبک جوشان (BWR)
راکتور هاي خنک شونده با گاز (GCR)
راکتور هاي خنک شونده با آب سبک و کند کننده گرافيتي
راکتور هاي آب سنگين تحت فشار (CANDU)
راکتور هاي زاينده سريع با فلز مايع (LMFBR/FBR)
راکتور هاي خنک شونده با مواد آلي
راکتور هاي گداخت هسته اي
فيزيک گداخت هسته اي: واکنش ها
زنجيره پروتون- پروتون
واکنش هاي دوتريم-دوتريم
واکنش هاي دوتريم- تريتيم
شرايط راکتور گداخت هسته اي
راكتور همجوشی هسته ای (FUSION)
ساختار همجوشی هسته ای
شرایط لازم برای یک راکتور همجوشی هسته ای
سوخت های همجوشی
محصور سازي مغناطيسي
محصور سازي مغناطيسي: پروژه ITER
مدیریت زباله های هسته ای
انبارداری موقتی
بازفرآوری انبار نهایی
پسماند هاي هسته اي
پسماندهاي هسته اي جهان
تقسيم بندي پسماند هاي پرتو زا
استحاله پسماند
مشکلات بين المللي پسماند هاي هسته اي
برچسب ها:
دانلود دانلود پروژه راکتور راکتور هسته ای راکتور اتمی نیروگاه هسته ای نیروگاه اتمی سوخت هسته ای انرژی اتمی انرژی هسته ای شکافت هسته‌ای