250 likes | 461 Views
Maghasadás. Maghasadás. Maghasadás. Maghasadás - Láncreakció. Maghasadás - Láncreakció. Szabályozatlan láncreakció - Atombomba. Szabályozatlan láncreakció - Atombomba. Little Boy. Fat Man. Szabályozatlan láncreakció - Atombomba. Hirosima – 1945. augusztus 6. 72 ezer halott
E N D
Szabályozatlan láncreakció - Atombomba Little Boy Fat Man
Szabályozatlan láncreakció - Atombomba Hirosima – 1945. augusztus 6. 72 ezer halott 80 ezer sebesült
Szabályozatlan láncreakció - Atombomba Nagasaki – 1945. augusztus 9. 40 ezer halott 25 ezer sebesült
SZABÁLYOZOTT LÁNCREAKCIÓ ATOMREAKTOROK
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás→ k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem gázdiffúziós módszer: - legelterjedtebb fizikai alapja: - a gázmolekulák diffúziósebessége függ a molekula tömegétől → a könnyebb molekulák gyorsabban repülnek, és könnyebben jutnak át porózus anyagokon. gázcentrifugás módszer: - egy edény, amiben nagy sebességgel pörög egy keverőlapát → a centrifugába vezetett gázt a rotor forgásra kényszeríti, a kialakuló centrifugális erő miatt a nehezebb, 238U-t tartalmazó molekulák a tartály fala felé igyekeznek, míg a könnyebb, 235U-t tartalmazó részecskék a centrifuga közepén dúsulnak fel. kaszkád rendszerek
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése→ reaktortípusok → történelem
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése→ reaktortípusok → történelem • aktív zónában az urán hasadásából felszabaduló hőt a zárt primer kör hűtőközege szállítja a szekunder kör gőzfejlesztőjébe (ez szintén zárt), • a hőleadás hőcserélőben csőrendszeren keresztül (termikus érintkezés útján) valósul meg, • a szekunder kör gőzfejlesztőjében keletkezett nagynyomású gőz a turbinákat hozza mozgásba, • a turbinák mozgási energiája a generátorokban átalakul elektromos energiává, • a harmadik (nyitott) körrel hűtik a turbinák gőzlecsapó kondenzátorait.
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem • mindkét esetben a kazánban felszabaduló hőt a hűtővíz segítségével vezetik el → turbina → generátor • a gőz a kondenzátorba kerül → lecsapódik → az így lehűlt víz előmelegítés után újra a visszajut a kazánba, illetve a gőzfejlesztőbe. Reaktortípusok - Könnyűvizes reaktorok: ezekben mind a moderátor, mind a hűtőközeg könnyűvíz (H2O). Ebbe a típusba tartoznak a nyomottvizes (PWR: Pressurized Water Reactor) és a forralóvizes (BWR: Boiling Water Reactor) reaktorok. - Nehézvizes reaktorok (pl. CANDU): a moderátor, és a hűtőközeg is nehézvíz (D2O). - Grafitmoderátoros reaktorok: ezen belül a gázhűtésű reaktorok (GCR: Gas Cooled Reactor), és a könnyűvíz hűtésű reaktorok (RBMK). - Egzotikus reaktorok (gyors tenyésztőreaktorok és egyéb kísérleti berendezések). - Újgenerációs reaktorok: a jövő reaktorai (www.atomeromu.hu)
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem Nyomott vizes reaktor (PWR) Üzemanyag: 3-4%-ban dúsított urán-oxid Moderátor: könnyűvíz (H2O) Hűtőközeg: könnyűvíz (H2O) 1 Reaktortartály 8 Frissgőz 14 Kondenzátor 2 Fűtőelemek 9 Tápvíz 15 Hűtővíz 3 Szabályozórudak 10 Nagynyomású turbina 16 Tápvíz szivattyú 4 Szabályozórúd hajtás 11 Kisnyomású turbina 17 Tápvíz előmelegítő 5 Nyomástartó edény 12 Generátor 18 Betonvédelem 6 Gőzfejlesztő 13 Gerjesztőgép 19 Hűtővíz szivattyú 7 Primer köri keringtető szivattyú Ilyenek a Paksi Atomerőmű VVER-440/213 típusú reaktorai A reaktorok hőteljesítménye egyenként 1375 MW, villamos teljesítménye 460 MW, ebből kiszámolható a hatásfok: kb. 34% Legelterjedtebb (63,8%)
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem Forralóvizes reaktor (BWR) Üzemanyag: 2-3%-ban dúsított urán-oxid Moderátor: könnyűvíz (H2O) Hűtőközeg: könnyűvíz (H2O) 1 Reaktortartály 7 Tápvíz 13 Hűtővíz 2 Fűtőelemek 8 Nagynyomású turbina 14 Tápvíz előmelegítő 3 Szabályozórúd 9 Kisnyomású turbina 15Tápvízszivattyú 4 Keringtető szivattyú 10 Generátor 16 Hűtővízszivattyú 5 Szabályozórúd hajtás 11 Gerjesztőgép 17 Betonvédelem 6 Frissgőz 12 Kondenzátor • Legolcsóbb • Hatásfoka: 33-35% • 22,5%-ban fordul elő
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem Nehézvizes reaktor (HWR) Üzemanyag: 1-2%-ban dúsított urán-oxid, akár természetes urán Moderátor: nehézvíz (D2O) Hűtőközeg: nehézvíz (D2O) • Legdrágább, legbiztonságosabb • Hatásfoka: 33-35% • Nagy konverziójú (a reaktor sok hasadóanyagot állít elő) • Leállás nélkül cserélhető az üzemanyag • 5,3%-ban fordul elő
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem Gázhűtésű reaktor (GGR) Üzemanyag: természetes urán Moderátor: grafit Hűtőközeg: gáz (CO2, He) • Legrégebbi • A legújabb GT-MHR (Gas Turbine Modular Helium Reactor - gázturbinás héliumhűtésű reaktor) hatásfoka majdnem eléri az 50 %-ot. • 1,1%-ban fordul elő
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok → történelem RBMK Üzemanyag: természetes urán Moderátor: grafit Hűtőközeg: könnyűvíz 1 Urán-üzemanyag 9 Gőzturbina 16 Tápvíz 2 Nyomócső 10 Generátor 17 Víz visszafolyás 3 Grafit moderátor 11 Kondenzátor 18 Keringtető szivattyú 4 Szabályzórúd 12 Hűtővíz szivattyú 19 Vízelosztó tartály 5 Védőgáz 13 Hőelvezetés 20 Acélköpeny 6 Víz/gőz 14 Tápvízszivattyú 21 Betonárnyékolás 7 Cseppleválasztó 15 Előmelegítő 22 Reaktorépület 8 Gőz a turbinához • Legelső atomerőművi reaktor, csernobili is ilyen • előnye: nagy teljessítmény (csernobili 1000 MW, de van 2000 MW is), működés közben cserélhető • hátránya: a zóna nagy mérete, sok szabályozórúd, nagy üregegyüttható (könnyűvíz jobban elnyeli a neutront, mint a grafit; ha elforr, akkor a reakciók száma megnő) • 4%-ban fordul elő
szabályozott láncreakció → izotóp dúsítás → k → atomerőmű felépítése és működése → reaktortípusok→ történelem • Történelem • első reaktor: 1945. Chicagóban • első energiatermelő reaktor: 1951. USA (250 kW) • első elektromos hálózatra termelő erőmű: 1954. SzU (5000kW) • Paksi atomerőmű: 1974-1988. 4, egymástól független reaktorblokk • egy feltöltéssel 250-300 napig üzemel, utána átrendezik • üzemanyag működési ideje 2-3 év • Reaktorbalesetek • 1957-ben történt az angliai Windscale • 1979-ben USA-beli Three Miles Island • 1986-ban a Csernobil (4-es blokk) • 2011.március 11. Fukusima