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核反応器の仕組み

原子炉は、エネルギーを生成する一連の制御された核反応を通じて動作します。これは、原子炉の仕組みについての簡略化された説明です。

1。連鎖反応:プロセスを開始するために、通常はウランまたはプルトニウムである反応器の燃料が濃縮されているため、核分裂性同位体の濃度が含まれています。ウラン-235やプルトニウム-239などのこれらの核分裂性同位体は、中性子に打たれると核核分裂を受けることができます。中性子がこれらの同位体に当たると、より多くの中性子と熱の形で多くのエネルギーを放出しながら、より軽い要素に分かれます。

2。核燃料:原子炉の燃料はロッドに積み込まれ、これらのロッドは反応器コアに配置されたアセンブリに配置されます。コアは、核分裂反応が発生する原子炉の中心です。

3。節度:核分裂性同位体の分割から中性子が放出されるため、連鎖反応を維持するにはまだあまりにもエネルギーがあります。これらの急速に移動する中性子を遅くし、他の核分裂性同位体に吸収される可能性が高くなるために、水やグラファイトなどのモデレーター材料が使用されます。

4。コントロールロッド:連鎖反応を制御し、反応器の出力を調節するために、コントロールロッドが反応器コアに挿入されます。これらのロッドには、カドミウム、ホウ素、ハフニウムなどの中性子を容易に吸収する要素が含まれています。これらのロッドの位置と深さを調整することにより、中性子の吸収を調整することができ、それにより核分裂反応速度を制御できます。

5。冷却システム:反応器が動作するにつれて、核分裂反応から生成される膨大な量の熱を除去する必要があります。これは、冷却システムを使用して行われます。水または別の適切なクーラントが反応器のコアの周りに循環し、そこで燃料棒からの熱を吸収します。

6。熱交換器:加熱された冷却剤は、熱交換器を通過し、そこで熱を水を含む二次冷却ループに伝達します。これにより、放射性物質が外部環境を直接汚染することを防ぎます。

7。蒸気タービン:セカンダリループから生成された蒸気はタービンに向けられており、ブレードが回転します。この回転運動は、熱エネルギーを機械的エネルギーに変換します。

8。ジェネレーター:タービンシャフトは、回転タービンの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する電気発電機に接続されています。この電気エネルギーは、電力網を介して分布します。

9。安全システム:原子炉には、植物の安全な運転を確保し、事故のリスクを最小限に抑えるために、さまざまな安全システムが装備されています。これらには、緊急シャットダウンメカニズム、封じ込め構造、多様な冷却方法、および継続的な監視システムが含まれる場合があります。

原子炉は非常に複雑なシステムであり、プロセスに関与する多くの追加コンポーネントとシステムを備えた非常に複雑なシステムであることに注意することが重要です。この説明は、原子炉運用の基本原則の基本的な概要を提供します。

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