Велика енциклопедия на нефт и газ

Графитен реактор

Експериментален атомен графитен реактор с хелий охлаждане върху обогатен уран, предназначен да изследва въпроси, свързани с газовото охлаждане, както е планирано от Лаборатория № 2 и Института по физически проблеми, трябва да се състои от 20 тона графит и 300 килограма обогатен уран до 2-3% и развиват мощност до 10 000 киловата. [един]

Графитният реактор се охлажда чрез преминаване през него на обикновена вода или специални течности или газове. Сега използването на атомна енергия, отделена по време на ядрено делене в реактор, протича главно по пътя на преобразуване на топлинната енергия в електрическа енергия. [3]

В графитния реактор VERO (с мощност 6 MW) потокът от бавни неутрони е равен на 1 5 - 1012 neigpr/cm - sec. Ако приемем, че зареждащото устройство позволява едновременно облъчване на 1 m3 материал, тогава общата енергия, използвана на ден за облъчване на въглеводороди с плътност 1 g/cm3, е равна на 10H - 70 - 106 g-rad, или около 200 kWh. Определя се от чисто инженерни и конструктивни проблеми при въвеждането и отстраняването на големи маси от материя, без да се намалява значително ефективността на реактора като енергиен източник. Осигуряването на необходимата защита също е сериозен проблем. Ако имаме предвид обработка само на въглеводороди, тогава няма (поне теоретично) сериозна намеса в работата на реактора, тъй като въглеводородите, които трябва да бъдат облъчени, могат да действат като модератор. Трудностите при комбинирането на едно място на химическо предприятие с непрекъснатата му промяна на веществото и електроцентрала, което изисква стабилни условия на работа за ефективна работа, правят такъв проект непривлекателен. Друга трудност е свързана с факта, че поради възможното присъствие на примеси, способни да улавят неутроните, ефективността на реактора ще намалее и самите облъчени материали могат да станат радиоактивни. [4]

Размерите на графитния реактор Brookhaven 30 000 kw са подобни. За зареждане на такива реактори са необходими 40 - 50 m естествен уран. [пет]

Импулсният графитен реактор IGR се експлоатира успешно в СССР. [6]

Плътността на топлинния неутронен поток в сърцевината на графитните реактори, захранвани с природен уран, е (1 - 5) 1012 неутрона. В реактори с тежка вода, използващи естествен уран, се постига плътност на потока от 5-1014 неутрона. Същата плътност на потока на топлинните неутрони се получава в графитни реактори, използващи достатъчно обогатен уран. [7]

Освен това е необходимо по-нататъшно разработване на методи за намаляване на замърсяването с въглерод на метала от графитния реактор, прецизен контрол на прекъсванията при леене на уран и подобряване на отделянето на шлака-метал. [девет]

При производството на серен тетрахлорид (получен от серен диоксид), хлороводород и хлор се използват графитни реактори с канали. Едната група канали е пълна с активен въглен, охлаждащата вода циркулира през другата група канали. [десет]

За изследователски цели СССР създаде реактор за бързи неутрони (IBR), който дава огромен интензитет на неутронните потоци, и графитен реактор (IGR) с моментна мощност от 1011 W и необичайно силен неутронен поток в режим на светкавица. В Съветския съюз, пионер в ядрената енергетика, се извършва огромна работа по изграждането на ядрени реактори и използването на енергията на ядрените ядра в мирни условия. [единадесет]

За изпълнението на един ториев котел, в случай на реактор с тежка вода, е необходимо да има най-малко 25-30 kg чисто активно вещество, а в случай на графитен реактор, най-малко 100 kg активно вещество. Следователно може да се види, че широкото използване на тория в ядрените реактори е възможно само при развита ядрена индустрия, способна да изолира достатъчно големи количества ценни активни вещества за ториеви реактори. [12]

Използва се при производството на захар, бира, газирана вода, за производството на сух лед; за производството на сода (натриев бикарбонат), амониев карбонат и бикарбонат, оловно бяло, урея и хидроксикарбоксилни киселини; като инертна среда за някои реакции; като охлаждаща течност в графитен реактор; като инжекционен газ за изпомпване на запалими течности; в металургията; в течна форма - като хладилен агент. [13]

Като цяло процесът протича при условия на значителна неизотермичност, тъй като разграждането на въглеводородите се осъществява чрез ендотермични реакции с висока консумация на енергия. Естеството на температурната промяна в графитния реактор и гасителната сонда са различни. В първия случай промяната на температурата, ако пренебрегнем загубата на топлина за околната среда, се дължи главно на промяна в състава с постоянна обща енергия на газовата смес. В устройството за охлаждане промяната на температурата се определя от условията на принудително охлаждане. Във връзка с това реакторът обикновено се разделя на две зони: зона с висока температура и охлаждане. Съответно изчислението се състои от две части, които се различават в закона за температурната промяна. [14]

Образците от силикатно стъкло, облъчени в един от графитните реактори, след достигане на максималната плътност го намаляват с продължително облъчване. Обяснение за това все още не е намерено. След облъчване на силикатно стъкло с интегрален поток 2-1020 неутрон/cm2 [27, 160] не се наблюдават промени в неговата топлопроводимост. [петнадесет]