|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Тепловыделяющий элемент | Тепловыделяющий элемент (далее Т)ядерного реактора (ТВЭЛ), один из основных конструктивных узлов реактора, содержащий ядерное топливо, размещается в активной зоне реактора. В Тепловыделяющий элемент протекает ядерная реакция деления топлива, в результате которой выделяется тепло, передаваемое теплоносителю. Тепловыделяющий элемент состоит из сердечника и герметизирующей оболочки.
Сердечник Тепловыделяющий элемент, кроме делящегося вещества (например, 233, 235, 239), может содержать "сырьевое" вещество, обеспечивающее воспроизводство ядерного топлива (238, 232). Материал для сердечника может быть получен в виде металла, металлокерамики или керамики. Металлические сердечники изготовляют из чистых тория или или из их сплавов с другими металлами (например, с , , , ). Металлокерамические сердечники получают, например, из и путем прессования смесей их порошков (опилок, гранул). Керамические сердечники представляют собой спеченные или сплавленные окислы или карбиды (например, 2, 2). Металлокерамические и керамические сердечники, а также сердечники из сплавов наиболее полно отвечают предъявляемым к материалу сердечника высоким требованиям по механической прочности, а также по неизменности физических свойств и геометрических размеров в условиях высоких температур и интенсивного нейтронного и g-излучения. Поскольку, однако, в такого рода сердечниках существ, объем занимает наполнитель (вещество, которого не участвуют в процессе деления и воспроизводства ядерного топлива), то в них используется ядерное топливо с повышенным обогащением (например, с содержанием 235 до 10% и более). Наполнитель, как правило, обладает небольшим сечением поглощения нейтронов, но иногда в материал сердечника включают небольшие добавки металлов, интенсивно поглощающих нейтроны (например, ), если это приводит к повышению стойкости сердечника по отношению к тепловым и радиационным воздействиям.
В распространенных энергетических реакторах, работающих на слабообогащенном наиболее часто применяют керамические сердечники из спеченной двуокиси которые не деформируются при глубоком выгорании топлива. К тому же 2 не реагирует с водой; вследствие этого разгерметизация Тепловыделяющий элемент в реакторе с водяным охлаждением не приводит к попаданию в теплоноситель.
Герметизирующая оболочка Тепловыделяющий элемент обеспечивает надежное отделение сердечника от теплоносителя. Нарушение ее целостности привело бы к попаданию продуктов деления в теплоноситель, его активации и затруднению обслуживания реактора, а кроме того (в ряде случаев), к реакции теплоносителя с веществом сердечника и, следовательно, к "размыванию" сердечника и потере им требуемой формы. В силу этих причин к материалу оболочки предъявляют жесткие требования. Он должен обладать высокой коррозионной, эрозионной и термической стойкостью, высокой механической прочностью и не должен существенно изменять характер поглощения нейтронов в реакторе. Наиболее употребительные материалы для изготовления оболочки — сплавы и и нержавеющая сталь. Сплавы используются в реакторах с температурой активной зоны < 250—270 °С, сплавы — в энергетических реакторах при температурах 350—400 °С, а нержавеющая сталь, которая довольно интенсивно поглощает нейтроны, — в реакторах с температурой >400 °С. В ряде случаев находят применение и др. вещества, например графит высокой плотности.
Для улучшения теплообмена между сердечником и оболочкой осуществляют их диффузионное сцепление (если сердечник металлический) или в зазор между ними вводят газ, хорошо проводящий тепло (например, Такой зазор необходим, когда материалы сердечника и оболочки имеют существенно разные коэффициенты объемного расширения.
Конструктивное исполнение Тепловыделяющий элемент определяется формой сердечника. Наиболее распространены цилиндрические (стержневые), однако применяются трубчатые, пластинчатые и другие сердечники. Тепловыделяющий элемент объединяют в сборки (пакеты, кассеты, блоки) и в таком виде загружают в реактор. В реакторе с твердым замедлителем Тепловыделяющий элемент или их сборки размещают внутри замедлителя в каналах, по которым протекает теплоноситель. Если замедлитель жидкий и выступает одновременно в роли теплоносителя, то сборки сами являются элементами, направляющими поток жидкости.
Основной показатель работы Тепловыделяющий элемент — глубина выгорания топлива в нем; в энергетических реакторах она достигает 30 Мвт сут/т. В энергетических реакторах время работы Тепловыделяющий элемент достигает трех лет. Использованные Тепловыделяющий элемент могут быть подвергнуты переработке с целью извлечения из них недогоревшего, а также вновь накопленного ядерного топлива.
Лит. см. при ст. Ядерный реактор.
С. А. Скворцов. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 31.10.2025 11:13:57
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
