432 3

11. ELEKTROWNIE JĄDROWE

jądrowymi. W reaktorach jądrowych jako paliwo mogą być stosowane trzy podstawowe pierwiastki: uran, pluton i tor. Najkorzystniejsze właściwości jądrowe, sprzyjające stosunkowo łatwemu rozwiązaniu zagadnień samoczynnego utrzymywania się łańcuchowej reakcji rozszczepienia i jej kontrolowania, mają izotopy rozszczepialne neutronami termicznymi: ²;]| U, oraz ^Pu. Wpłynęło to w istotny sposób na rozwój konstrukcji przede wszystkim tzw. reaktorów termicznych, w których dominująca liczba reakcji rozszczepienia jąder paliwa odbywa się neutronami termicznymi. Oprócz reaktorów termicznych reakcja łańcuchowa może być realizowana także w reaktorach prędkich, których znaczenie w energetyce w nadchodzących latach będzie zwiększać się, głównie ze względu na możliwość powielania izotopów rozszczepialnych.

11.3.2. Reaktory termiczne

W reaktorach termicznych (rys. 11.4) paliwo jądrowe otoczone moderatorem (spowalniaczem neutronów), z odpowiednimi kanałami przepływu czynnika chłodzącego oraz kanałami dla urządzeń sterujących, wypełnia wewnętrzną część reaktora, zwaną rdzeniem lub strefą aktywną. W rdzeniu jest wytwarzana w procesie rozszczepienia jąder energia cieplna oraz strumień neutronów, niezbędny do podtrzymywania reakcji łańcuchowej. Pozostałe główne elementy reaktora tworzą: reflektor neutronów, osłona termiczna, zbiornik reaktora i osłona biologiczna.

Rys. 11.4. Schemat reaktora na neutronach termicznych / - pręty paliwowe; 2 - moderator; 3 - chłodziwo; 4 - pręty regulacyjne; 5 - reflektor neutronów; 6 - osłona termiczna;

7 - zbiornik reaktora; 8 - osłona betonowa (biologiczna)

Paliwo jądrowe jest wprowadzane do reaktora najczęściej w stanie stałym, umieszczone w tzw. elementach (prętach) paliwowych. Reaktory tzw. jednorodne, z paliwem w postaci wodnych roztworów (lub zawiesin) soli uranu nie upowszechniły się. Paliwo może być: metaliczne (uran naturalny lub wzbogacony w izotop ²92U), tlenkowe (U0₂) lub węglikowe (UC). Stosowanie uranu metalicznego stwarza

432