reattori nucleari

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I diversi tipi di reattori nucleari: principio di funzionamento.

Parole chiave: reattore, nucleare, operazione spiegazione, PWR, EPR, ITER, fusione a caldo.

Introduzione

La prima generazione di reattori includono reattori sviluppato in 50-70 anni in particolare, quelle del settore della grafite gas uranio naturale (GCR) in Francia e morire "Magnox" nel Regno Unito.

La seconda generazione (70-90 anni) vede l'impiego di reattori ad acqua (il reattori acqua pressurizzata per la Francia e l'acqua bollente, come in Germania e in Giappone) che costituiscono oggi più che 85% delle centrali in tutto il mondo, ma anche reattori ad acqua design russo (VVER 1000) e canadesi reattori ad acqua pesante del Candu.

La di terza generazione è pronto per essere costruito, prendendo il secondo reattore generazione, se laEPR (European Pressurized Water Reactor) reattore o SWR a 1000 bollente modelli d'acqua proposti da Framatome ANP (una controllata di Areva e Siemens) oi reattore AP 1000 progettato da Westinghouse.

La quarta generazione, Le prime applicazioni industriali potevano intervenire 2040 l'orizzonte, è in fase di studio.

1) I reattori ad acqua pressurizzata (PWR)

Circuito primario: per estrarre il calore

Uranio leggermente "arricchito" nella sua varietà - o "isotopo" - 235, è confezionato in forma di piccole palline. Questi sono impilati in guaine metalliche strette combinati in gruppi. Situato in un serbatoio di acciaio pieno d'acqua, questi gruppi sono il cuore del reattore. Essi sono la sede della reazione a catena, che la porta ad alta temperatura. L'acqua nel serbatoio si riscalda a contatto con loro (oltre 300 ° C). Si è tenuto sotto pressione, che impedisce di ebollizione, e circola in un circuito chiuso chiamato circuito primario.

circuito secondario per produrre vapore

L'acqua sistema primario cede il suo calore dell'acqua circolante in un altro circuito chiuso: il circuito secondario. Questo scambio di calore avviene tramite un generatore di vapore. In contatto con i tubi attraverso i quali l'acqua del circuito primario, l'acqua del circuito secondario riscalda a sua volta e diventa vapore. Questo vapore fa girare la turbina guidare il generatore che produce elettricità. Dopo il passaggio attraverso la turbina, il vapore viene raffreddato, riconvertito in acqua e restituito al generatore di vapore per un nuovo ciclo.

Sistema di raffreddamento: per condensare il vapore e dissipare il calore

Per il sistema di operare in continuo, devono garantire il suo raffreddamento. È l'obiettivo di un terzo circuito indipendente dagli altri due, il circuito di raffreddamento. La sua funzione è quella di condensare il vapore uscente dalla turbina. Per questo è disposto un condensatore costituito da migliaia di tubi in cui l'acqua fredda taken da una sorgente esterna. Fiume o mare A contatto con questi tubi, il vapore condensa per trasformare in acqua. Per quanto riguarda l'acqua del condensatore, viene rifiutato, leggermente riscaldata, la sorgente da cui proviene. Se il flusso del fiume è troppo basso, o se si vuole ridurre il suo riscaldamento, uso di torri o refrigeratori d'aria di raffreddamento. L'acqua riscaldata dal condensatore, distribuito alla base della torre, è raffreddato dal flusso di aria che sale nella torre. La maggior parte di quest'acqua viene restituito al condensatore, una piccola parte evapora nell'atmosfera, causando questi pennacchi bianchi caratteristiche delle centrali nucleari.

2) Il reattore ad acqua pressurizzata EPR europea

Questo progetto di nuovo reattore franco-tedesco non presenta alcun grave frattura tecnologica dal EPR, che porta solo significativi elementi di progresso. Essa deve soddisfare gli obiettivi di sicurezza stabiliti dall'autorità di sicurezza francesi DSIN, e l'Autorità di sicurezza tedesca, con il supporto tecnico IPSN (Istituto per la Protezione e la sicurezza nucleare) e GRS, il suo omologo tedesco . Questa regole di sicurezza comuni per l'adattamento incoraggia la nascita di riferimenti internazionali. Il progetto, al fine di soddisfare le specifiche ampliato diverse utility europee, comprende tre obiettivi:



- raggiungere gli obiettivi di sicurezza in modo armonizzato a livello internazionale. Sicurezza deve essere migliorata significativamente dal disegno, compresa la riduzione di un fattore 10 la probabilità di fusione del cuore limitando le conseguenze radiologiche degli incidenti, e semplificare le operazioni

- mantenere la competitività, in particolare aumentando la disponibilità e la durata di vita dei componenti principali

- ridurre le emissioni ei rifiuti generati durante il normale funzionamento, e cercare una forte capacità di riciclare il plutonio.

leggermente più possente (1600 MW) Che la seconda generazione di reattori (di 900 1450 in MW) EPR anche beneficiare delle più recenti progressi della ricerca nel campo della sicurezza riduce il rischio che si verifichi un incidente grave. Soprattutto perché saranno rafforzati i suoi sistemi di sicurezza e che l'EPR avrà un "posacenere" gigante. Questo nuovo dispositivo posto sotto il cuore del reattore, raffreddato da acqua autonomo di alimentazione e prevenire corium (miscela di combustibile e materiali), formata in un ipotetico fusione accidentale del cuore di un reattore nucleare, s fuggire.

L'EPR avrà anche un una migliore efficienza di conversione del calore in elettricità. Sarà più economico con un guadagno di circa 10% sul prezzo per kWh: l'uso di un "cuore 100% MOX" estrarrà più energia dalla stessa quantità di materiale e riciclare plutonio.

3) Il sperimentale termonucleare reattore a fusione ITER

La miscela di deuterio-trizio viene iniettato in una camera dove, grazie ad un sistema di contenimento, si passa allo stato di plasma e brucia. In tal modo, il reattore produce ceneri (elio) e di energia sotto forma di particelle veloci o radiazioni. L'energia prodotta come particelle e radiazione è assorbita in un particolare componente, la "prima parete", che, come suggerisce il nome, è il primo elemento materiale incontrato là del plasma. L'energia che appare nella forma di energia cinetica del neutrone è, a sua volta, convertita in calore nel mantello fertilizzante, elemento oltre la prima parete, ma comunque all'interno della camera a vuoto. La camera a vuoto è il componente che chiude lo spazio in cui si verifica la reazione di fusione. Prima parete, coperta e camera a vuoto sono naturalmente raffreddate da un sistema di estrazione di calore. Il calore viene utilizzato per generare vapore e alimentare un gruppo di turbina e generatore di elettricità convenzionale alternatore.

Fonte : Origine: Ambasciata di Francia in Germania - pagine 4 - 4 / 11 / 2004

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     http://www.bulletins-electroniques.com/allemagne/rapports/SMM04_095


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