Графит для ядерных реакторов

На рис. 36-1 показана принципиальная схема ядерного реактора работающего на медленных нейтронах. Стержни 1 из расщепляющегося вещества (ядерного топлива) окружены для уменьшения скорости движения нейтронов замедлителем 2. В качестве замедлителя применяют природную или тяжелую воду для этой цели могут быть использованы легкие металлы (бериллий), графит, углеводороды. [c.465]

Гигантские ядерные реакторы, применявшиеся в первых атомных электростанциях, были прямыми потомками реактора Ферми в них использовались тот же тип ядерного топлива (природный уран) и тот же замедлитель (графит). Однако в отличие от атомного котла назначение этих реакторов было вполне мирным в качестве атомных печей они заменили в тепловых электростанциях обычные печи, работающие на угле или нефти. На рис. 24 схематически (в разрезе) представлен один из таких реакторов, в котором тепло от тепловыделяющих элементов — урановых стержней диаметром около 25 мм —отводится с помощью циркулирующего газа. Нагретый в реакторе до высоких температур газ поступает в теплообменники, где отдает свою тепловую энергию, а затем вновь возвращается в реактор. В качестве теплоносителя используется сжатый углекислый газ, поскольку он вполне безопасен, дешев, не слишком поглощает нейтроны и эффективен как теплоноситель. Чтобы предохранить неядерные части реакторной установки от радиоактивного заражения и исключить возможное химическое воздействие на урановое топливо со стороны горячего газа, тепловыделяющий элемент заключался в прочную оболочку, имеющую ребристую поверхность для более эффективной передачи тепла углекислому газу . [c.80]

Вслед за первым был построен малый реактор РФТ, предназначенный для физических экспериментов, производства искусственных изотопов и исследования конструкций тепловыделяющих элементов для новых энергетических ядерных реакторов. В качестве горючего в этом реакторе использовался не естественный, а обогащенный уран. Замедлителями были графит и охлаждающая его вода. Активная зона реактора, выполненная в форме цилиндра, имела диаметр 1 м. Мощность, которую можно было снять с РФТ, 10 тыс. кет при этом поток тепловых нейтронов в центре реактора достигал 80 ООО млрд. нейтронов на квадратный сантиметр в секунду. [c.98]

Для обеспечения цепной (самоподдерживающейся) реакции необходимо применять в ядерных реакторах в качестве горючего обогащенный уран, а также вводить в активную зону реактора замедлитель нейтронов (обычная или тяжелая вода, графит). Упрощенная схема ядерного реактора изображена на рис. 2-5. Ядерное горючее в нем размещено в тепловыделяющих элементах (твэлах) 1. Они окружены отражателем 5 для того, чтобы нейтроны не покинули реактор. Выделяющееся при распаде тепло передается циркулирующей в трубках (каналах) 3 и 4 жидкости, являющейся теплоносителем. Такой тип реактора (рис. 2-5,а) называют канальным. Теплоносителем в нем служит вода, замедлителем — графит. [c.9]

Тип ядерного реактора определяется прежде всего веществом теплоносителя и замедлителя. В табл. 11.5 приведены данные некоторых реакторов, достигших стадии промышленного использования для производства электроэнергии. В этом списке отсутствуют научно-исследовательские ядерные реакторы, а также ядерные реакторы, используемые в качестве энергетических установок различных двигателей. Реакторы типа РЭП производят около 57 % электроэнергии, вырабатываемой атомными электростанциями во всем мире. Реакторы на кипящей воде и графите вырабатывают 6 %, [c.299]

Применение графитового кермета для замедления реакции освоено на заводе им. Энрико Ферми по производству ядерных энергетических реакторов. Используется кермет в виде графитовой матрицы, содержащей частицы карбида бора. В космической технике графит как пиролитический, так и изотропный применяется в радиоизотопном термоэлектрическом генераторе типа Пионер (см. рис. 5). [c.460]

Перечень материалов, используемых в обычной электроэнергетике, сравнительно невелик. Для изготовления деталей и оборудования, испытывающих нагрузки, применяют стали, там, где необходимы проводники электрического тока, используют медь или алюминий, а в качестве изоляционных материалов выбирают органические соединения или керамику. Появление на энергетическом рынке атомных электростанций (АЭС) значительно расширило круг используемых материалов. В активной зоне реактора находятся делящиеся и воспроизводящие материалы, представляющие собой либо металлы (уран, плутоний и торий), либо их окислы или карбиды. В качестве конструкционных материалов активной зоны применяют магний и цирконий, в качестве замедлителя— графит. В системах управления и защиты реакторов используют такие материалы, как бор, гафний и редкоземельные металлы, в качестве теплоносителей ядерных энергетических установок могут быть использованы, например, углекислый газ, гелий, натрий. [c.6]

При использовании в качестве теплоносителя парогазовой смеси (смеси воздуха, азота или окиси углерода с водяным паром) выбор материалов осложняется химическим взаимодействием водяного пара со многими конструкционными материалами при высоких температурах. Такие высокоогнеупорные материалы, как, например, графит, карбиды металлов, которые благодаря хорошим ядерным характеристикам нашли широкое применение в обычных реакторах, не могут работать при высоких температурах без защиты в газовой среде, содержащей водяной нар, углекислый газ, кислород. Для защиты указанных материалов от окисления применяются специальные покрытия (например, для графита — покрытия из силицированного графита, пиролизного углерода, карбида кремния, дисилицида молибдена). Но ни одно покрытие пока что не обеспечивает защиту в течение длительного времени [17]. [c.64]

Цепные реакции деления ядерных топлив. Для возникновения цепной реакции необходимо, чтобы в каждом последующем акте деления участвовало больше нейтронов, чем в предьщущем. Делящиеся ядерные топлива являются однокомпонентными. Тепловые нейтроны поглощаются делящимися изотопами наиболее интенсивно. Сечение деления в тепловой области в сотни раз превышает сечение деления в области энергий быстрых нейтронов. Поэтому в атомных реакторах нейтроны замедляются в специальных веществах — замедлителях — воде, тяжелой воде, бериллии, графите и др. [c.19]

Первый реактор для ракеты Ровер получил название Киви по имени безобидной новозеландской птицы, отличающейся тем, что она не способна летать выбор названия объясняется назначением реактора — он предназначался не для полета, а лишь для наземных стендовых испытаний. Активная зона реактора представляет собой связки тепловыделяющих элементов из графита, в котором диспергированы частицы делящегося ядерного горючего — карбида урана с покрытием из пиролитического графита. В тепловыделяющих элементах предусмотрены каналы для течения рабочего вещества, которым служит жидкий водород. Чтобы устранить коррозионное действие водорода на графит, эти каналы имеют покрытие из карбида ниобия. [c.662]

Графит для ядерных реакторов 390 --пиролитический 374 — Применение 390 Графитированный текстолит 28, 31 Графитовые материалы 390 — см. также Металлографитовые материалы-. Углеграфитовые материалы [c.528]

Сходными параметрами обладал и первый советский ядерный реактор, построенный и запущенный под руководством И. В. Курчатова несколько позже. В обоих реакторах в качестве замедлителя использовался графит, который подвергли чрезвычайно тщательной очистке (особенно от примесей кадмия и бора, сильно поглощающих тепловые нейтроны). Графит был изготовлен -в виде брусков с отверстиями для урановых блоков и плотно уложен в штабель, форму которого старались прибли зить к сферической (для уменьшения относительной вероятности вылета нейтронов за пределы установки, т. е. для уменьшения ее критических размеров). [c.385]

Покрытые частицы представляют большой интерес как один из видов ядерного топлива. Применение покрытых частиц для высокотемпературных реакторов на тепловых нейтронах с газообразным теплоносителем рассматривается в последнем обзоре Годдела [13]. Разработка и создание таких реакторов потребовали проведения исследований по технологии нанесения покрытий на частицы. Разработанная технология позволила использовать покрытые частицы во всех высокотемпературных реакторах как в Америке, так и в Европе. Покрытые частицы можно использовать либо с графитовой матрицей, либо в виде плотно упакованной слоистой системы. Простейшей формой покрытой частицы является топливная частица с нанесенным на нее пиролитическим графитом. Пиролитический графит, обладающий высокой плотностью, служит конструкционным материалом5 способным не только замедлять. [c.450]

Параллельно под руководством И. В. Курчатова проводились исследования, в процессе которых открыты весьма интересные явления, имевшие важнейшее значение для работы реакторов и понимания действия излучения на вещество. При изучении физических свойств графита в условиях интенсивного нейтронного облучения были обнаружены значительные их изменения уменьшение теплопроводности и электропроводности,, изменение объема и механической прочности. Далее было установлено, что при отжиге облученного графита выделяется скрытая энергия, запасенная кристаллической решеткой. Эти исследования позволили выяснить природу радиационных нарушений в графите и решить ряд практических задач, возникших Т1ри проектировании и эксплуатации ядерных реакторов с графитовым замедлителем. [c.5]

У. образует с др. элементами твёрдые соединения— карбиды (напр., близкий по твёрдости к алмазу карборунд Si , карбид бора В4С, также обладающий высокой твёрдостью карбид железа Fej , входящий в состав сталей). У.—осн. элемент углей, он составляет 91—99,5% кокса, к-рый применяется в металлургии, Из графита изготовляют электроды, мембраны микрофонов, грифели карандашей, графитовые смазки. Специально обработанный У.— т. н. активированный У., характеризующийся высокой уд. поверхностью (до 100 м /г и выше), используют как сорбент. Высокочистый графит служит замедлителем нейтронов в ядерных реакторах. Алмаз применяют как абразивный материал для обработки металлов и др. материалов. Искусств, радионуклид С в форме разл. соединений используют в хим., биол. и медицинских исследованиях. [c.202]

Применение графита в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах, в виде особо термостойкогс материала — в ракетной технике — явилось причиной детальных исследований его кристаллического строения. В настоящее время дислокационная структура графита изучена очень подробно. Этому способствовало и то обстоятельство, что графит представляет собой удобный объект для трансмиссионной электронной микроскопии. Он обладает низким коэффициентом поглощения элект ронов и легко препарируется в виде тонких образцов — чешуек. [c.31]

Успешный опыт создания первой АЭС и создания промышленных реакторов для наработки плутония стал основой для разработки мощных энергетических реакторов канального типа для Белоярской АЭС. В качестве ядерного топлива этих реакторов использовался низкообогащенный уран, в качестве замедлителя - графит, в качестве теплоносителя - вода. Особенностью схемы этих реакторов бьшо осуществление перегрева пара до высокой температуры непосредственно в активной зоне, что потребовало решения специальных инженерных вопросов. Их проектирование проводилось, начиная с 1956 года, в НИИ-8 (НИКИЭТ). НИКИЭТ образовался на основе НИИ химического машиностроения. Во главе НИИ химического машиностроения и НИКИЭТ стоял выдающийся конструктор отечественных ядерных реакторов, один из создателей ядерной программы СССР академик H.A. Доллежаль. Основной проблемой разработки была необходимость существенного увеличения теплового КПД ядерных реакторов по сравнению с созданными к тому времени про- [c.352]

Реакторы канального типа с водяным теплоносителем (РБМК). Наряду с корпусными применяются реакторы с трубами под давлением, имеющие графит в качестве замедлителя. Эти реакторы допускают перегрев свежего пара. Так, на Белояр-ской АЭС реактор с ядерным перегревом пара установлен в сочетании с турбинами 100 МВт, работающими при давлении 8,8 МПа и 793 К. Крупные реакторы такого типа выпускались для производства влажного пара, например, реактор типа РБМК-1000 на Ленинградской АЭС (ЛАЭС). [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...