Активная зона
Акти́вная зо́на ядерного реактора — пространство, в котором происходит контролируемая цепная реакция деления ядер тяжёлых изотопов урана или плутония. В ходе цепной реакции выделяется энергия в виде нейтронного и γ-излучения, β-распада, кинетической энергии осколков деления.
В состав активной зоны входят:
- Ядерное горючее (делящееся вещество)
- Замедлитель (в реакторах на тепловых нейтронах)
- Теплоноситель, передающий образующееся тепло за переделы реактора, например для привода электрических генераторов.
- Устройства систем управления и защиты реактора (СУЗ)
Делящееся вещество может быть конструктивно отделено от замедлителя и других элементов активной зоны (гетерогенный реактор), либо быть в смеси с ними (гомогенный реактор).
В качестве замедлителя используют следующие вещества:
- Вода (см. Легководный реактор, Водо-водяной реактор);
- Тяжёлая вода;
- Графит (см. Графито-водный реактор, Графито-газовый реактор);
- Бериллий;
- Органические жидкости.
В качестве теплоносителя применяются:
- Вода (см. Легководный реактор, Водо-водяной реактор);
- Водяной пар (см. Кипящий реактор);
- Тяжёлая вода;
- Органические жидкости (см. Реактор с органическим теплоносителем);
- Гелий;
- Углекислый газ;
- Жидкие металлы (преимущественно натрий) (см. Реактор с жидкометаллическим теплоносителем);.
Снаружи активная зона окружается отражателями нейтронов, состоящими, как правило, из того же вещества, что и замедлитель. Наличие отражателя необходимо для повышения КПД и других параметров реактора.
Теоретически, наилучшей формой активной зоны является шар, как фигура имеющая наименьшую площадь поверхности для заданного объёма, однако по конструктивным соображениям, активную зону чаще всего выполняют в виде цилиндра.
Литература
- Петунин В. П. Теплоэнергетика ядерных установок М.: Атомиздат, 1960.
- Левин В. Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. 4-е изд. – М.: Атомиздат, 1979.
- БСЭ