Kako delujejo kanadski jedrski reaktorji CANDU Heavy Water
Jedrski reaktor CANDU je dobil ime, saj je bil ta težek vodni reaktor razvit v Kanadi - predstavlja kanadski deuterijski uran. Deuterij je primarni element v težki vodi, uran je gorivo, uporabljeno v tem reaktorskem razredu.
CANDU Heavy Nuclear Reactors v svetu
Vsi kanadski jedrski reaktorji 20 so zasnovani na CANDU. Drugi narodi z reaktorji CANDU vključujejo Argentino, Kitajsko, Indijo, Južno Korejo, Pakistan in Romunijo.
Indija ima tudi 16 "derivatov CANDU" ali generičnih reaktorjev s težko vodo. Reaktorji 48 CANDU in derivati CANDU obsegajo skoraj 11 odstotkov reaktorjev po vsem svetu.
Ocenjujejo, da elektrarne, ki uporabljajo model CANDU, ustvarjajo več kot 23.000 megavatov, kar je približno 21 odstotkov električne energije, proizvedene z jedrsko energijo. Megavata je na splošno dovolj za napajanje 750 domov v povprečju.
Kako se reaktorji CANDU razlikujejo od reaktorjev za lahke vode
Jedrski reaktorji s težo vode in jedrski reaktorji lahke vode se razlikujejo po tem, kako ustvarjajo in upravljajo kompleksno fiziko jedrske cepitve ali razcepitve atomov, ki proizvaja energijo in toploto, da se ustvarijo pare za pogon generatorjev. Jedrski reaktorji, ki se uporabljajo v ZDA, so vsi modeli svetlobe. Več glavnih razlik razlikuje med reaktorji za lahke vode in CANDU moderno zasnovo, ki vključuje naslednje značilnosti.
Jedro: jedro reaktorja CANDU se hrani v vodoravnem cilindričnem rezervoarju, imenovanem kalandrijo. Kanali za gorivo potekajo od enega konca Kalandrije do drugega. Vsak kanal v Kalandriji ima dve koncentrični cevi. Zunanja cev je kalandrijska cev, notranja pa je tlačna cev. V notranjosti cevi je hladilno sredstvo za težka voda pod tlakom.
Ta zasnova omogoča polnjenje goriva med delovanjem.
Nasprotno je jedro reaktorja lahke vode navpično in vsebuje navpične sestavne dele goriva, ki so svežnji kovinskih cevi, napolnjenih s peleti za gorivo. Reaktorsko jedro se hrani v zadrževalni posodi.
Gorivo: Za razliko od drugih jedrskih reaktorjev, namenjenih za uporabo obogatenega uranovega goriva in lahke vode kot moderatorja, reaktorji težkih voda CANDU uporabljajo neobogateni naravni uranov oksid kot gorivo in težko vodo kot moderator.
Moderator: Moderator je material v reaktorskem jedru, ki upočasni nevtrone, sproščene iz cepitve, zato povzročajo več cepitev in vzdržujejo verižno reakcijo. Moderator v reaktorjih za lahke vode je navadna voda, toda težki vodni reaktor CANDU uporablja težko vodo ali devterijev oksid, ki ima kemijsko formulo D20.
Za razliko od običajne vode s svojo znano kemično sestavo H20, težka voda vključuje dva atoma devterija. V nasprotju z navadnim vodikom, ki v svoji najpogostejši obliki nima nevtronov in protona, devterij v svojem središču ima nevtron.
Hladilna tekočina: hladilna tekočina kroži skozi jedro jedrskega reaktorja, da prenese toploto stran od njega in preprečuje zlom, ki bi ustavil proizvodnjo energije. Vodni moderator deluje tudi kot primarno hladilo v reaktorjih za lahke vode.
Reaktor CANDU uporablja bodisi hladilno sredstvo za lahke ali težke vode.
Kako reaktor CANDU dela za električno energijo
Hladilna tekočina za tekočo vodo se črpa skozi cevi reaktorskega jedra v zaprti zanki. Cevi vsebujejo snopke za gorivo, da poberejo toploto, ki nastane zaradi jedrske fisije, ki poteka v jedru. Zanka za hladilno tekočino teče skozi parne generatorje, kjer toplota iz težke vode vdihne navadno vodo v visokotlačni par. Težka voda, ki je zdaj hladnejša, se kroži nazaj v reaktor, ko se nadaljuje hladilni cikel z zaprto zanko.
Visokotlačna para iz generatorja pare je napeljana zunaj reaktorske zadrževalne zgradbe za pogon običajnih turbin. Te turbine poganjajo generatorje, ki proizvajajo električno energijo, ki se potem distribuira na omrežje. Jedrski reaktor je ločen od opreme, ki se uporablja za proizvodnjo električne energije.
Para, ki prihaja iz turbine, se kondenzira nazaj v vodo in se črpal nazaj v generator pare.