原子炉

さまざまな種類の原子炉:動作原理。

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概要

第一世代の原子炉には、50-70年に開発された原子炉が含まれます。 特に、フランスの天然ウラン黒鉛ガス(UNGG)セクターと イギリスの「マグノックス」。

La 第二世代(70-90年)は、原子炉の配備を見ています( 原子炉へ 加圧水 フランスおよびドイツおよび日本における沸騰水) 今日、世界の原子力発電所の85%を超えていますが、 ロシアの設計(VVER 1000)およびカナダのCanduタイプの重水炉。

La 三代目 2番目の原子炉を引き継いで構築する準備ができています 世代、それがEPR (欧州加圧水型原子炉)またはSWR 1000原子炉 Framatome ANP(ArevaおよびSiemensの子会社)によって提案された沸騰水モデル、または Westinghouseが設計したAP 1000リアクター。

La 第四世代その最初の産業用途は 2040の期間は検討中です。

1)加圧水型原子炉(PWR)

一次回路:熱を抽出する

ウランは、その種類がわずかに「濃縮」されています-または「同位体」-235、小さなペレットの形でパッケージされています。 これらは、アセンブリで結合されたタイトな金属シースに積み重ねられています。 これらのアセンブリは、水で満たされたスチール製タンクに置かれ、原子炉の中心を形成します。 それらは連鎖反応の中心であり、高温になります。 タンクの水は接触すると熱くなります(300°C以上)。 それは圧力下に保たれ、沸騰を防ぎ、一次回路と呼ばれる閉回路を循環します。

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二次回路:蒸気を生成する

一次回路の水は、その熱を別の閉回路(二次回路)を循環する水に伝えます。 この熱交換は蒸気発生器を介して行われます。 一次回路の水が通過するチューブと接触すると、二次回路の水が加熱されて蒸気になります。 この蒸気がタービンを回し、発電機を駆動します。 タービンを通過した後、蒸気は冷却され、水に戻り、新しいサイクルのために蒸気発生器に送り返されます。

冷却回路:蒸気を凝縮し、熱を排出する

システムが継続的に動作するには、冷却する必要があります。 これが、他のXNUMXつの冷却回路とは独立したXNUMXつ目の回路の目的です。 その機能は、タービンから出る蒸気を凝縮することです。 このために、コンデンサーが取り付けられており、外部の源である川や海から取られた冷たい水を循環させる数千本のチューブで構成された装置があります。 復水器の水は、わずかに加熱されて、水源から排出されます。 川の流量が少なすぎる場合、または加熱を制限する場合は、冷却塔または空気冷却器を使用します。 凝縮器からの温水は、タワーの底部に分配され、タワー内で上昇する気流によって冷却されます。 この水の大部分は復水器に戻り、ごく一部が大気中で蒸発し、原子力発電所に特徴的なこれらの白いプルームを引き起こします。

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2)欧州EPR加圧水型原子炉

新しい仏独原子炉のこのプロジェクトは、EPRに大きな技術的ブレークをもたらすものではなく、重要な進歩の要素をもたらすだけです。 フランスの安全当局、DSIN、およびドイツの安全当局が設定した安全目標を、技術サポート、IPSN(原子力保護および安全研究所)、およびドイツの対応機関であるGRSで満たす必要があります。 。 共通の安全規則のこの適応は、国際的な参照の出現を促進します。 このプロジェクトは、ヨーロッパの複数の電気技師に拡張された仕様を満たすために、次のXNUMXつの野望を取り入れています。

- 国際レベルで調和した方法で定義された安全目標を尊重します。 特に、炉心溶融の可能性を10分のXNUMXに減らし、事故の放射線学的影響を制限し、操作を簡素化することにより、設計段階から安全性を大幅に改善する必要があります。

- 特に主要コンポーネントの可用性と寿命を延ばすことにより、競争力を維持する

- 通常の運転中に発生する排出物と廃棄物を削減し、プルトニウムをリサイクルする高い能力を求めます。

少し プラス権力 (1600 MW)第2世代の原子炉(900から1450 MWまで)は、重大な事故が発生するリスクを減らす安全性研究の最新の進歩からも恩恵を受けるでしょう。 特に、セキュリティシステムが強化され、EPRが巨大な「灰皿」を持つことになります。 原子炉の炉心の下に置かれ、独立した給水によって冷却されるこの新しい装置は、原子炉の炉心の想定外の核融合時に形成されるコリウム(燃料と材料の混合物)を防ぎます。脱出。

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EPRには、 熱を電気に変換する効率が向上。 kWhの価格で約10%の利益が得られ、より経済的になります。「コア100%MOX」を使用すると、同じ量の材料からより多くのエネルギーが抽出され、リサイクルされます。プルトニウム。

3)ITER熱核融合炉

重水素-トリチウム燃料混合物は、封じ込めシステムのおかげで、プラズマ状態になり燃焼するチャンバーに注入されます。 そうすることで、原子炉は灰(ヘリウム原子)とエネルギーを高速粒子または放射の形で生成します。 粒子と放射線の形で生成されるエネルギーは、その名前が示すように、プラズマを超えて最初に遭遇する最初の物質要素である「第XNUMX壁」という特定のコンポーネントに吸収されます。 中性子の運動エネルギーの形で現れるエネルギーは、その一部として、最初の壁を越えた要素であるが、それにもかかわらず真空チャンバー内の三重水素被覆で熱に変換されます。 真空チャンバーは、核融合反応が起こる空間を閉じるコンポーネントです。 最初の壁、カバー、真空チャンバーは、熱抽出システムによって明らかに冷却されます。 熱は蒸気を生成し、電気を生成する従来のタービンと発電機のアセンブリに電力を供給するために使用されます。

ソース: 起源:ドイツのフランス大使館-4ページ-4 / 11 / 2004

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