Графітовий реактор - Велика Енциклопедія Нафти та Газа, сторінка 1
Графітовий реактор
Досвідчений атомний графітовий реактор з гелієвим охолодженням на збагаченому урані, призначений для вивчення питань, пов'язаних з газовим охолодженням, як намічено Лабораторією ] № 2 та Інститутом фізичних проблем, повинен складатися з 20 тонн графіту та 300 кілограмів збагаченого до 2 потужність до 10 000 кіловат. [1]
Охолодження графітового реактора здійснюється шляхом пропускання через нього звичайної води або спеціальних рідин або газів. Зараз використання атомної енергії, звільненої при розподілі ядер у реакторі, йде переважно шляхом перетворення теплової енергії на електричну. [3]
У графітовому реакторі ВЕРО (з потужністю 6 Мет) потік повільних нейтронів дорівнює 15 - 1012 нейгпр/см - сек. Якщо припустити, що завантажувальний пристрій дозволяє одночасно опромінювати 1 м3 матеріалу, то повна використана енергія на добу для опромінення вуглеводнів із щільністю 1 г/см3 дорівнює 10Ч - 70 - 106 г, або близько 200 кет-год. Вона визначається суто інженерно-конструкторськими проблемами введення та виведення великих мас речовини без значного зниження ефективності роботи реактора як джерела енергії. Серйозною проблемою є забезпечення необхідного захисту. Якщо мається на увазі обробка тільки вуглеводнів, то не виникає (принаймні теоретично) будь-яких серйозних перешкод роботі реактора, так як вуглеводні, що підлягають опроміненню, можуть виконувати функцію сповільнювача. Однак труднощі поєднання в одному місці хімічного заводу з його безперервною зміною речовини та силової установки, яка потребує ефективної роботи стабільних умов експлуатації, роблять такий проект малопривабливим. Ще одна проблема пов'язаназ тим, що через можливу наявність домішок, здатних захоплювати нейтрони, буде зменшуватися ефективність реактора, а самі опромінені матеріали можуть стати радіоактивними. [4]
Аналогічні розміри брукхейвенського графітового реактора на 30 000 кет. Для завантаження подібних реакторів потрібно 40 - 50 м природного урану. [5]
У СРСР успішно асплуатується імпульсний графітовий реактор ІГР. [6]
Щільність потоку теплових нейтронів в активній зоні графітових реакторів на природному урані становить (1-5) 1012 нейтр. У важководних реакторах на природному урані досягається щільність потоку 5 - Ю14 нейтр. Така ж густина потоку теплових нейтронів виходить і в графітових реакторах при використанні досить збагаченого урану. [7]
Крім того, необхідна подальша розробка методів зменшення забруднення металу вуглецем з графітового реактора, точного контролю перерв лиття урану та поліпшення поділу шлаку та металу. [9]
У виробництвах чотирихлористої сірки (одержуваної із сірчистого газу), хлористого водню та хлору застосовуються графітові реактори з каналами. Одна група каналів заповнюється активованим вугіллям, по іншій групі каналів циркулює вода, що охолоджує. [10]
Для дослідницьких цілей у СРСР створено реактор на швидких нейтронах (ІБР), що дає величезну інтенсивність нейтронних потоків, і графітовий реактор (ІГР) з миттєвою потужністю 1011 вт і надзвичайно сильним потоком нейтронів у режимі спалаху. У Радянському Союзі - піонері ядерної енергетики - ведеться величезна робота з ядерного реакторобудування і мирного використання енергії ядер, що діляться. [11]
Для здійснення одного торієвого котла необхідно у разі реактора з важкою водою мати принаймні 25 - 30кілограмів чистої активної речовини, а у разі графітового реактора – принаймні 100 кілограмів активної речовини. Звідси видно, что8 широке застосування торію в атомних реакторах можливе лише за розвиненої атомної промисловості, здатної виділити досить великі кількості цінних активних речовин для торієвих реакторів. [12]
Застосовується у виробництві цукру, пива, газованих вод для виготовлення сухого льоду; для отримання соди (бікарбонату натрію), карбонату та бікарбонату амонію, свинцевих білил, сечовини та оксикарбонових кислот; як інертне середовище під час проведення деяких реакцій; як теплоносій у графітовому реакторі; як нагнітаючий газ для перекачування легкозаймистих рідин; у металургії; в рідкому вигляді - як холодоагент. [13]
В цілому, процес протікає в умовах значної неізотермічності, оскільки розкладання вуглеводнів відбувається за ендотермічними реакціями з великими витратами енергії. При цьому характер зміни температури в графітовому реакторі та загартованому зонді різні. У першому випадку зміна температури, якщо знехтувати втратами тепла у зовнішнє середовище, в основному протікає за рахунок зміни складу при незмінній сумарній енергії газової суміші. У загартованому пристрої зміна температури визначається умовами примусового охолодження. У зв'язку з цим реактор умовно розділений на дві області: високотемпературну та область загартування. Відповідно, розрахунок складається з двох частин, що відрізняються законом зміни температури. [14]
Зразки силікатного скла, опромінені в одному з графітових реакторів після досягнення максимальної щільності зменшили її при продовженні опромінення. Пояснень цьому поки що не знайдено. Після опромінення силікатного скла інтегральним потоком 2 - Ю20 нейтрон /см2 [27, 160] був помічено змін його теплопровідності. [15]