Физические основы получения атомной энергии | страница 92

Гомогенные реакторы по конструкции и эксплуатации в некоторых отношениях значительно проще гетерогенных. Так, например, в случае жидкой гомогенной системы отпадает необходимость в особом теплоносителе, ибо в этом случае теплоносителем может служить сама смесь горючего и замедлителя, прогоняемая насосом 1 через реактор 2 и теплообменник 3 (рис. 43). Упрощается и управление реактором. Последнее может быть осуществлено путем автоматической добавки или отнятия некоторой части смеси. Однако ядерное горючее для гомогенных реакторов должно быть обязательно обогащенным, за исключением того случая, когда в качестве замедлителя применяется тяжелая вода.

В зависимости от назначения реакторы можно разделить на несколько групп:

1. Исследовательские реакторы, предназначенные для научных физических и технических исследований.

2. Энергетические реакторы, предназначенные для производства атомной (ядерной) энергии и превращения ее в другие виды энергии.

3. Воспроизводящие реакторы или реакторы-преобразователи. В таких реакторах помимо получения атомной энергии, производится плутоний 239, который в отношении деления нейтронами обладает такими же свойствами, как и уран 235, и потому может служить в качестве ядерного горючего. Воспроизводящие реакторы рассчитываются так, чтобы количество производимого плутония покрывало частично расход урана 235.

4. Размножающие реакторы, предназначенные для производства искусственного ядерного горючего (плутония 239 или урана 233).

Если в качестве горючего для реактора взять уран, в достаточной степени обогащенный изотопом 235, то в процессе работы реактора количество образующегося плутония может превзойти количество расходуемого урана 235. Таким образом, общее количество делящегося (расщепляющегося) материала в таком реакторе будет увеличиваться. Подобным образом и работают размножающие реакторы. Потери и бесполезное поглощение нейтронов в этих реакторах сведены к минимуму.

В зависимости от скорости нейтронов, используемых для цепной реакции, различают реакторы на быстрых нейтронах, реакторы на медленных (тепловых) нейтронах и, наконец, реакторы на промежуточных или средних нейтронах.

В качестве ядерного горючего во всех реакторах применяется уран, чаще всего обогащенный легким изотопом — ураном 235.

В качестве конструкционных материалов при сооружении реакторов применяются в основном алюминий, цирконий, их сплавы и нержавеющие стали.