Типы ядернмх реакторов

В настоящее время основной промышленный способ утилизации ядерной энергии в мирных целях основан на цепной самоподдерживающейся реакции деления некоторых изотопов урана или плутония под действием нейтронов.

Теоретически возможны более ста типов реакторов, различающихся топливом, замедлителем и теплоносителями. Среди них: реакторы на быстрых нейтронах, т. е. реакторы, не использующие замедлители; реакторы бассейного типа; реакторы на тепловых нейтронах; гетерогенные реакторы, т. е. реакторы с разделенными ядерным топливом и замедлителем; реакторы насыпного типа; реакторы с гранулированным топливом, с замедлителем, находящимся под высоким давлением, например, реакторы с кипящей водой; реакторы, охлаждаемые водой под давлением, с различными и разделенными замедлителем и теплоносителем, с твёрдым замедлителем; с замедлителем, не находящимся под давлением, например реакторы бассейнового типа; с теплоносителем, находящимся под давлением; с жидким замедлителем под давлением; с жидким или газообразным топливом; гомогенные реакторы, т. е. реакторы, в которых ядерное топливо и замедлитель являются однородной средой по отношению к потоку нейтронов; реакторы с одной зоной; реакторы с двумя зонами; подкритические реакторы; интегральные реакторы и др.

По назначению различают:

• — исследовательские ядерные реакторы (измерение ядерно-физических характеристик);
• — промышленные (военные) ядерные реакторы (используются для производства оружейного ²ззи, ²39Ри, зН и различных коммерческих изотопов); облучательные ядерные реакторы (предназначены для обработки материалов нейтронным или у-излучением в целях улучшения их свойств);
• — хемоядерные реакторы, использующие излучение для ускорения химических реакций;
• — реакторы — источники нейтронов для активационного анализа состава материалов;
• — реакторы для биомедицинских целей и обработки пищевых продуктов;
• — импульсные реакторы-гамма-лазеры, в которых энергия излучения, включая энергию осколков деления, используется для накачки энергии в активное вещество лазеров.

В настоящее время наиболее распространены энергетические ядерные реакторы: реакторы АЭС (используются для выработки тепловой энергии, преобразующейся с помощью турбогенераторов в электрическую);

элекроэиергетические (термоэлектрические) реакторы (с безмашинным преобразованием тепловой энергии в электрическую); высокотемпературные теплоэнергетические реакторы (производят высокопотенциальную тепловую энергию, непосредственно используемую в химической или металлургической промышленности для осуществления различных химических реакций, опреснения морской воды или получения энергоносителей, например, водорода); теплоэнергетические реакторы (производят тепловую энергию на атомных станциях теплоснабжения, предназначены для промышленной и бытовой теплофикации).

К энергетическим реакторам относятся также судовые, или транспортные ядерные реакторы; реакторы ядерных ракетных двигателей; двухцелевые электроэнергетические реакторы-размножители, вырабатывающие тепловую энергию и ядерные материалы, которые могут быть использованы для производства нового ядерного топлива; термоэмиссионные реакторы-преобразователи космических ядерно-эиергетических установок (в том числе — генерирующих лазерное излучение).

По физическим признакам различают реакторы на тепловых и быстрых нейтронах; реакторы уранового, плутониевого или ториевого цикла; реакторы-размножители (бридеры).

Техническая классификация проводится по таким признакам, как:

• — вид теплоносителя и замедлителя (водяные тепловые ядерные реакторы с легководным, тяжёловодным или графитовым замедлителем, реакторы на быстрых нейтронах с натриевым или гелиевым теплоносителем, реакторы с органическим теплоносителем и замедлителем);
• — агрегатное состояние водного теплоносителя (водо-водяные энергетические реакторы с водой под давлением, газовые реакторы, пароохлаждаемые реакторы на быстрых нейтронах);
• — элемент, в котором создаётся давление теплоносителя (корпусные, канальные, канально-корпусные ядерные реакторы);
• — число контуров теплоносителя (реакторы однокорпу^тсные, с прямым пароили газотурбинным циклом, двухкорпусные с парогенератором и трёхкорпусные — с промежуточным контуром, отделяющим первый реакторный контур от паросилового контура);
• — структура и форма активной зоны (гетерогенные и гомогенные ядерные реакторы с активными зонами в форме цилиндра или сферы);
• — время действия (ядерные реакторы непрерывного действия, импульсные, прерывистого действия).

Безопасности АЭС уделяется большое внимание. Например, на блоке новой АЭС с реактором ВВЭР-1000 установлены двойная локализующая и защитная оболочки, которые устоят даже при падении самолёта. Рекомбинаторы водорода не допустят взрыва изнутри. Система пассивного отвода тепла предназначена для охлаждения реактора даже в случае отсутствия внешнего энергоснабжения, а устройство локализации расплава активной зоны — «ловутпка расплава» — для предотвращения выхода радиоактивности за пределы энергоблока даже в случае разрушения корпуса реактора. При этом если все системы электропитания и водоснабжения станции выйдут из строя на длительный срок, станция в автономном режиме будет способна остановить реакцию деления, отвести остаточное тепло и обеспечить необходимую безопасность.