重水反应堆的结构分类

2025-03-28 23:13:25
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反应堆的结构形式是千姿百态的,它根据燃料形式、冷却剂种类、中子能量分布形式、特殊的设计需要等因素可建造成各类型结构形式的反应堆。 世界上有大小反应堆上千座,其分类也是多种多样。按能普分有由热能中子和快速中子引起裂变的热堆和快堆;按冷却剂分有轻水堆,即普通水堆(又分为压水堆和沸水堆)、重水堆、气冷堆和钠冷堆。
按用途分有:
(1)研究试验堆:是用来研究中子特性,利用中子对物理学、生物学、辐照防护学以及材料学等方面进行研究;
(2)生产堆,主要是生产新的易裂变的材料铀-233、钚-239;
(3)动力堆,利用核裂变所产生的热能广泛用于舰船的推进动力和核能发电。反应堆分类情况见下表。 是指用作实验研究工具的反应堆,它不包括为研究发展特定堆型而建造的、本身就是研究对象的反应堆,如原型堆,零功率堆,各种模式堆等。研究实验堆的实验研究领域很广泛,包括堆物理,堆工程、生物、化学、物理、医学等,同时,还可生产各种放射性同位素和培训反应堆科学技术人员。研究实验堆种类很多,例如:游泳池式研究实验堆:在这种堆中水既作为慢化剂、反射层和冷却剂,又起主要屏蔽作用。因水池常做成游泳池状的长圆形而得其名。
罐式研究实验堆:由于较高的工作温度和较大的冷却剂流量只有在加压系统中才能实现,因此,必须采取加压罐式结构。
重水研究实验堆:重水的中子吸收截面小,允许采用天然铀燃料,它的特点是临界质量较大,中子通量密度较低。如果要减小临界质量和获得高中子通量密度,就用浓缩铀来代替天然铀。
此外,还有固体慢化剂研究实验堆、均匀型研究实验堆、快中子实验堆等。 用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆,包括沸腾水堆和加压水堆轻水也就是一般的水,广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比,轻水有廉价的长处,此外其减速效率也很高沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机,从而防止了热效率的低下,加压水堆则用高压抑制沸腾,对轻水一般加100至160个大气压,从而热交换器把一次冷却系(取出堆芯产生的热)和二次冷却系(发生送往蜗轮机的蒸汽)完全隔离开来 。
水是使核反应堆中产生的中子减速的最好材料之一。 用重水即氧化氘(D2O)作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆,或简称为重水堆,如今反应堆几乎都利用热中子,因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分慢化剂与中子碰撞使中子亦即减少中子的数量的话,便失去了意义。所以,重水是非常优异的慢化剂,它与石墨并列是最常用的慢化剂。