Reaktor wodny ciśnieniowy - Polski Serwis Naukowy

Schemat elektrowni z reaktorem wodnym ciśnieniowym. 1. Blok reaktora 2. Komin chłodzący 3. Reaktor 4. Pręty kontrolne 5. Zbiornik wyrównawczy ciśnienia 6. Generator pary 7. Zbiornik paliwa 8. Turbina 9. Prądnica 10. Transformator 11. Skraplacz 12. Stan gazowy 13. Stan ciekły 14. Powietrze 15. Wilgotne powietrze 16. Rzeka 17. Układ chłodzenia 18. I obieg 19. II obieg 20. Para wodna 21. Pompa

Reaktor wodny ciśnieniowy, w skrócie PWR (ang. Pressurized Water Reactor) – reaktor jądrowy, w którym moderatorem jest zwykła (lekka) woda pod ciśnieniem ok. 15 MPa. Woda spełnia jednocześnie funkcję czynnika roboczego – chłodziwa rdzenia reaktora.

Kwas borowy (potocznie kwas borny) – nieorganiczny związek chemiczny, słaby kwas o wzorze H3BO3 (można go też przedstawić jako B(OH)3). W przyrodzie występuje jako minerał sassolin. Sole kwasu borowego to borany (ortoborany).

Elektrownia Jądrowa Żarnowiec – polska elektrownia jądrowa budowana w latach 1982–1990 w miejscu zlikwidowanej wsi Kartoszyno nad Jeziorem Żarnowieckim.

Reaktor PWR (RJ) produkuje gorącą wodę pod dużym ciśnieniem, która następnie trafia do wytwornicy pary (WP). Tam oddaje ciepło wodzie pod niższym ciśnieniem, która zmienia się w parę mokrą (zazwyczaj 275 °C i 6 MPa). Dalej para ta rozpręża się na turbinie parowej (TP).

Moderator w reaktorze jądrowym substancja służąca do zmniejszenia energii kinetycznej (prędkości) neutronów, aż do osiągnięcia przez nie stanu tzw. neutronów termicznych. Powolne neutrony znacznie wydajniej powodują rozszczepienie jąder w materiale paliwa jądrowego.

Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.

W odróżnieniu od reaktorów BWR, w reaktorach PWR stosowane są dwa obiegi czynnika roboczego. Pozwala to na zmniejszenie ryzyka wycieku radioaktywnych substancji.

Moc reaktora PWR regulowana jest przez zmianę stężenia boru (pod postacią kwasu borowego) w wodzie w obiegu pierwotnym. Grafitowe pręty regulacyjne stosowane są jedynie podczas rozruchu i wyłączania reaktora.

Reaktory PWR są bardzo bezpiecznymi konstrukcjami. Do tej pory miał miejsce tylko jeden poważny wypadek z ich udziałem. Reaktor PWR firmy Babcock & Wilcox uległ awarii 28 marca 1979 roku podczas wypadku w elektrowni Three Mile Island. Zastosowana obudowa bezpieczeństwa zapobiegła wyciekowi radioaktywnemu. Nikt nie zginął.

Reaktor jądrowy – urządzenie, w którym przeprowadza się z kontrolowaną szybkością reakcje jądrowe; na obecnym etapie rozwoju nauki i techniki (rok 2011) są to przede wszystkim reakcje rozszczepienia jąder atomowych. Reakcje te mają charakter łańcuchowy - produkty reakcji (w tym głównie neutrony) mogą zainicjować kilka następnych. Aby uniknąć lawinowego wzrostu szybkości reakcji, reaktor dzieli się na strefy wypełnione na przemian paliwem, chłodziwem oraz moderatorem, czyli substancją spowalniającą neutrony. Szybkość reakcji kontrolowana jest m.in. przez zmianę wzajemnego położenia lub proporcji tych składników, a także przez wprowadzanie dodatkowych substancji pochłaniających lub spowalniających neutrony, zawartych w tzw. prętach regulacyjnych (służących do normalnej regulacji parametrów reakcji) oraz prętach bezpieczeństwa (stosowanych do awaryjnego wyłączania reaktora). Substancjami używanymi do pochłaniania neutronów termicznych są m.in. bor i kadm, natomiast jako moderatorów używa się m.in. berylu, grafitu, a także wody, pełniącej równocześnie rolę chłodziwa.

Ciśnienie to wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:

Osobny artykuł: Wypadek w elektrowni jądrowej Three Mile Island.

Reaktor WWER

Schemat rosyjskiego reaktora typu WWER-1000

Reaktory typu PWR zaprojektowane w ZSRR noszą nazwę WWER (ros. Wodo-Wodianoj Eniergieticzeskij Rieaktor – wodno-wodny reaktor energetyczny). Ich budowa nie różni się zasadniczo od konstrukcji zachodnich. Produkowane były dwa zasadnicze typy: WWER-440 – pracujący w bloku energetycznym o mocy elektrycznej 440 MW (co – biorąc pod uwagę współczynnik sprawności przemiany energetycznej ciepło-elektryczność w tym typie reaktora – odpowiada nieco ponad 1400 MW mocy cieplnej) i większy, nowocześniejszy WWER-1000 o mocy elektrycznej 1000 MW (co odpowiada blisko 3200 MW mocy cieplnej). Moc energetyczna netto (a więc moc wytwarzana pomniejszona o moc niezbędną do zasilania wszystkich systemów technologicznych towarzyszących reaktorowi) wynosi odpowiednio: 411 MW dla WWER 440 i 950 MW dla WWER 1000.

Reaktor wodny wrzący, w skrócie BWR (ang. Boiling Water Reactor) - reaktor jądrowy moderowany i chłodzony wodą, cyrkulującą w jednym obiegu (w odróżnieniu od reaktora wodnego ciśnieniowego (PWR), który posiada dwa obiegi wodne. Lekka woda chłodząca reaktor pełni jednocześnie funkcje moderatora i czynnika roboczego; wytworzona w reaktorze para jest kierowana do turbiny.

Energetyka jądrowa – zespół zagadnień związanych z uzyskiwaniem na skalę przemysłową energii z rozszczepienia ciężkich jąder pierwiastków (głównie uranu 235).

Zobacz też

energetyka jądrowa

reaktor jądrowy

Elektrownia Jądrowa Żarnowiec