Lò phản ứng hạt nhân CANDU

Năm 1951, nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới đã đi vào hoạt động, ở Idaho- Mỹ, đánh dấu một cuộc cách mạng trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Ngày nay, trên thế giới hiện có 441 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động rải rác ở 31 quốc gia, sản xuất ra 363 triệu kilowatt điện, tương đương với 18 triệu thùng dầu mỗi ngày. Pháp, Bỉ và Đài Loan chiếm hơn nửa số lò phản ứng hạt nhân, một số nước khác như Thụy Điển, Hungary, Hàn Quốc và Nhật Bản cũng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lò phản ứng hạt nhân CANDUTẠP CHÍ HTTP://WWW.VATLYVIETNAM.ORG LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN CANDU Lim Nguyen* McMaster University, 1280 Main St. W, Hamilton, ON, L8S 4K1, Canada Năm 1951, nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới đã đi vào hoạt động, ở Idaho- Mỹ, đánh dấu một cuộc cách mạng trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Ngày nay, trên thế giới hiện có 441 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động rải rác ở 31 quốc gia, sản xuất ra 363 triệu kilowatt điện, tương đương với 18 triệu thùng dầu mỗi ngày. Pháp, Bỉ và Đài Loan chiếm hơn nửa số lò phản ứng hạt nhân, một số nước khác như Thụy Điển, Hungary, Hàn Quốc và Nhật Bản cũng đóng góp một lượng đáng kể. Bài viết sau đây xin giới thiệu với các bạn một số lò phản ứng hạn nhân, trọng tâm là lò CANDU (CANada Deuterium Uranium) cùng với bài toán mang tên Xenon Poisoning (nhiễm xạ Xenon).1. LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Tuy nhiên, các proton có xu hướng bắt giữ các neutron để hình thành nên deuteron trong phản ứng H ( n, γ ) H . Các 1 2 Là một nguồn năng lượng hiệu quả: quá trình phân hạt của 235 lò phản ứng sử dụng nước nhẹ không thể sử dụng uranium tự1 gam U trong một ngày có thể tạo ra năng lượng với tốc nhiên như một nguồn nhiên liệu mà cần đến các uranium giầu,độ 1 MW (1 triệu Watts), tương đương với 2,6 tấn than. 235 ở đó đồng vị U chiếm khoảng 3%. Quá trình làm giầuNguồn năng lượng giải phóng từ lò phản ứng hạt nhân dưới uranium có thể diễn ra bằng vài cách. Thông thường, tất cảdạng nhiệt, được đưa ra ngoài bằng một hệ thống làm nguội các uranium được làm giầu bằng phương pháp khếch tán khí,dạng chất lỏng hoặc khí. Các ống này sẽ được dùng để làm sôi ở đó khí uranium hexaflo (UF6) được xả qua 2000 lớp thẩmnước, tạo hơi làm quay tuabin, để kích hoạt cho một máy 235 thấu. Các phân tử UF6 có xu hương khếch tán qua các lớpphát biện, tàu ngầm hoặc tầu vận tải. 238 235 thấm nhiều hơn so với UF6 vì nó có khối lượng nhỏ hơn.Mỗi quá trình phân hạt U giải phóng trung bình 2,5 Ngày nay có phương pháp khác sử dụng lò khí ly tâm tốc độneutron, vì thế không thể nhiều hơn 1,5 neutron trên một quá cao để tách hai phân tử trên.trình có thể bị mất để phản ứng dây chuyền có thể tiếp diễn. Nhiên liệu cho lò phản ứng nước nhẹ là các ống kín uraniumTuy nhiên, uranium tự nhiên chỉ chứa 0,7% đồng vị phóng xạ 235 oxide ( UO2 ) nhỏ, dài và mỏng. Các thanh điều khiển bằng U . Đồng vị 238U chiếm phần lớn bắt giữ neutron nhanh 238 cadmium hoặc boron, là các chất hấp thụ neutron chậm hiệunên không trải qua quá trình phân hạt. Do U có diện tích quả, được trượt ra hoặc vào lõi lò phản ứng, có nhiệm vụ điềumặt cắt (cross section) để bắt giữ neutron chậm nhỏ, trong khi 235 chính tốc độ phản ứng dây chuyền. Trong lò phản ứng hạtbề mặt tiếp xúc của U lớn, lên tới 582 barn. Làm chậm nhân thông thường nhất, nước xung quanh các ống nhiên liệucác neutron nhanh tự do trong quá trình phân hạt sẽ giảm quá 238 ở lõi lò được giữ ở áp suất cao, vào khoảng 155 atm, để tránhtrình hấp thụ không hiệu quả của U , đồng thời tăng sự 235 quá trình sôi. Nước có vai trò vừa là môi trường trung hòa,phân hạt cho đồng vị U . vừa là nguồn nguội, được chuyển quá một bộ trao đổi nhiệt đểĐể làm chậm các neutron, uranium trong một lò phản ứng tạo thành hơi làm chạy tuabin. Loại lò phản ứng này có thểđược hòa với các mẫu trung hòa, là vật chất có hạt nhân hấp chứa tới 90 tấn UO2 và hoạt động tới công suất 3400 MWthụ năng lượng từ neutron nhanh trong quá trình va chạm mà tương đương với 1100MW điện. Nhiên liệu lò phản ứng phảikhông bắt giữ chính các neutron đó. Trong khi chính nguồn 235 được thay đổi sau vài năm vì lượng U giảm dần sau mỗinăng lượng bị tiêu hao bởi vật va chạm đàn hồi với vật khác quá trình phản ứng.phụ thuộc ...