原子炉の作業原理:ステップバイステップガイド
原子炉は、核分裂によって放出されるエネルギーを活用して電力を生成する複雑なシステムです。これがその実用的な原則の内訳です:
1。核分裂:
- 反応器のコアには、燃料棒、通常は濃縮ウランが含まれています。これらのロッドは、二酸化ウランペレットで作られており、ウラン-235の割合が高くなっています。
- 中性子はウラン-235原子で発射され、それらを分割します(核分裂)。これは、熱とより多くの中性子の形で膨大な量のエネルギーを放出します。
2。連鎖反応:
- 放出された中性子は、他のウラン235原子を攻撃し、連鎖反応を引き起こします。この連続プロセスにより、エネルギーの安定した放出が保証されます。
- ホウ素のような中性子吸収材料で作られたコントロールロッドは、連鎖反応を調節するために使用されます。これらのロッドを挿入すると、反応が遅くなり、撤回するとスピードが上がります。
3。熱生成:
- 核分裂反応から生成された熱は、反応器コアを流れるクーラント(通常は水)に移します。
- このクーラントは熱を吸収し、過熱します。
4。蒸気生成:
- 次に、過熱したクーラントを熱交換器に通し、そこで別のループで水を加熱します。
- この水は高圧下で蒸気に変わります。
5。タービン電力:
- 蒸気は、発電機に接続されているタービンを駆動します。
- タービンの回転が発電機を回転させ、電気を生成します。
6。凝縮と冷却:
- タービンを通過した後、冷却塔またはその他の方法を使用して、蒸気を水に戻します。
- この冷却水を熱交換器に戻し、サイクルを完了します。
安全機能:
- 原子炉には、事故を防ぎ、安全な操作を確保するための複数の安全機能があります。
- これらは次のとおりです。
- 封じ込め構造: 事故の場合に放射性物質を含むように反応器コアを囲む。
- 緊急冷却システム: 停電の場合にリアクターコアにクーラントの連続的な流れを提供する。
- 中性子吸収体: 緊急時に連鎖反応を迅速にシャットダウンする。
概要:
本質的に、原子炉は、核核分裂の制御された連鎖反応を使用して熱を生成することで機能します。この熱は蒸気を生成するために使用され、タービンを駆動して電気を生成します。プロセス全体が慎重に制御および監視され、安全性と効率が確保されます。