How a Nuclear Reactor WorksNuclear

How a Nuclear Reactor Works

Nuclear reactors create energy by nuclear fission, a process that splits the nucleus of an atom in two. An element with a heavy nucleus, most commonly uranium-235 (U-235), is hit by a free neutron. This divides the heavy nucleus into two lighter nuclei. The action of this split releases energy in the form of heat and radiation. Two to three other neutrons are released during this process. These neutrons then hit more U-235 nuclei and split them. This reaction continues on and on, forming what is called a chain reaction.

Chain reaction
Drawings courtesy of atomicarchive.com.
Fission reaction diagram.
Fission reactions fall into three categories, based on the speed of the reaction and the energy released. A reaction is subcritical, when on average, less than one of the free neutrons from each fission reaction hits another U-235 atom. This means that the fission reaction is below critical mass and will eventually die out. In a supercritical reaction, on average more than one of the neutrons hits another U-235 atom. Because of the heat produced by this rapid fission, the whole reaction explodes. An atomic bomb is a supercritical reaction.

For power generation, a critical reaction—the most stable type of reaction—must occur. This happens when on average exactly one of the neutrons from each fission reaction hits another U-235 atom. The fuel is at critical mass. It maintains a stable temperature, not explosively hot, and the reaction is not too slow to maintain fission in the fuel. The heat from the nuclear reaction converts water to steam. The steam turns turbines attached to generators, creating electricity. In a nuclear reactor, the reaction stays at critical mass through the use of devices to speed up or slow down the reaction as needed.

What makes a nuclear reaction so useful for generating power is that it releases much more energy than the typical combustion reaction. For example, a coal plant produces about 1 kilowatt of electricity by burning 0.45 kg (1 lb) of coal. The fission of 0.45 kg of uranium produces about 3 million kilowatts.

Reactor Components

A reactor must be able to contain and control nuclear fission. To do this the reactor must control the release of the heat.

All reactors have the same basic parts: fuel, control rods, moderator, coolant, pressure vessel or tubes, steam generator, and containment structure. Most use uranium oxide pellets for fuel. The pellets are packed in tubes to make fuel rods, which are arranged in groups within the core of the reactor. The control rods adjust the rate of the reaction, speeding it up, slowing it down, or stopping it as needed. They are made of a material that absorbs neutrons, often cadmium, hafnium, or boron. The control rods can be moved in and out from between the fuel rods, absorbing more or fewer neutrons as needed to adjust the speed of fission. The fuel rods and control rods make up the core of the reactor.

The moderator and coolant surround the core. The moderator is a substance that keeps the neutrons produced by fission from moving too fast, so that they will be able to hit more nuclei and continue the chain reaction. Water, heavy water (deuterium oxide, or D2O), or graphite is the most common moderator. The coolant moves through the core to stabilize the temperature in the core. The coolant can be liquid or gas. In light-water reactors the moderator and the coolant are the same substance, water.

The core, moderator, and coolant are contained inside a pressure vessel or pressure tubes. The heat picked up by the cooling system makes steam, which runs a turbine. The turbine powers a generator, which makes electricity. A containment structure encloses this whole system, to prevent anything from coming in or radiation from leaking out if there is a malfunction. It is usually made of concrete and steel 1 m (3 ft) thick.

Types of Reactors

Boiling water reactor
Drawings courtesy of Australian Uranium Association.
The earliest reactors put into operation, termed Generation I, are no longer in use, except for one in Great Britain. Generation II reactors produce most of the nuclear energy in the world today. By far the most common type of reactor is the pressurized water reactor. This reactor is based on the design used to build nuclear submarines for the U.S. Navy. It uses uranium oxide for fuel and water for the coolant and moderator. The coolant/moderator water moves in a separate loop from the water that becomes steam. This prevents all the water from becoming contaminated with radioactivity if there is a leak in the core.
http://www.uic.com.au/nip64.htm

Many nuclear plants feature a boiling water reactor, which has enriched uranium oxide as fuel and water as the moderator and coolant. All of the water in the plant forms one loop, from moderator to steam. It is less complex than the pressurized water reactor, but more vulnerable to contamination throughout the plant if a leak occurs. This is because the radioactive water is not separated from water used to create steam to drive the turbine. This type of reactor is found in the United States, Japan, France, Russia, and Sweden.



Boiling water reactor
Drawings courtesy of Australian Uranium Association.
Schematic of boiling water reactor
The gas-cooled reactor, common in Great Britain, uses natural uranium or enriched uranium oxide for fuel, carbon dioxide for the coolant, and graphite for the moderator.

Gas cooled reactor
Drawings courtesy of Australian Uranium Association.
Schematic of gas cooled reactor
Canadian nuclear plants use the pressurized heavy-water reactor, nicknamed CANDU. This reactor uses natural uranium oxide for fuel and heavy water for the coolant and moderator.

CANDU reactor
Drawings courtesy of Australian Uranium Association.
CANDU reactor
Light-water graphite reactors, found only in Russia, use enriched uranium oxide fuel, a water coolant, and a graphite moderator. The newest types of reactors are the fast neutron reactors. There are four in operation, in Japan, France, and Russia. These use plutonium oxide and uranium oxide fuel, a liquid sodium coolant, and no moderator.

Most reactors currently under construction are Generation III reactors. Although the designs are not tremendously different from those of older reactors, Generation III reactors include a variety of improvements over older reactors. The first Generation III reactor began operation in Japan in 1996. Newer Generation III reactors have even more advanced features. They are more standardized, to reduce costs. They use simpler, more rugged designs, for ease of operation and greater safety. These reactors are projected to have a life span of about 60 years, longer than the 40 years of Generation II reactors. They are more fuel efficient, to use less fuel and produce less waste. Best of all, Generation III designs incorporate better safety features to prevent core meltdown, and to prevent environmental radiation leaks.

History

The first country to harness atomic energy was the United States, which dropped atomic bombs on Hiroshima and Nagasaki, Japan, at the end of World War II. The concept of using nuclear reactors to provide power for other purposes began with the nuclear-powered submarine, developed by the U.S. Navy in the late 1940s and early 1950s. The first nuclear submarine was launched in 1954.

During the early 1950s, U.S. president Dwight Eisenhower declassified much of the information related to building nuclear reactors. The United States Atomic Energy Commission (now the Nuclear Regulatory Commission) sponsored research into different types of nuclear reactors at this time. Many countries quickly learned how to build nuclear reactors to generate electricity. The Soviet Union opened its first nuclear power plant in 1954; Great Britain’s first went into operation in 1956. The reactor used for the submarine provided a model for the first American nuclear power plant, built in Shippingport, Pennsylvania, in 1957. France came online in 1957, and by the early 1960s the nuclear-power industry was well established. The industry expanded greatly in the 1970s, when oil prices climbed.

Safety

The biggest concern about nuclear power is safety, more specifically radiation leaks. Fission produces radiation as a by-product. This radiation contaminates the coolant and moderator, leading to radioactive water and steam. Leaks of either of these are of great concern.

Serious accidents at nuclear power plants are not that likely, but if they happen the consequences may be severe. Thus far, there have been only two major accidents. In 1979, a technical malfunction at the Three Mile Island plant in Pennsylvania nearly led to a release of radioactive material. About half of the core melted, but safety mechanisms contained the radiation. And no one was hurt or killed.

A much larger accident occurred at Chernobyl, Ukraine, in 1986. A reactor exploded, releasing a significant amount of radioactive material high into the atmosphere. People in Russia and parts of Europe were exposed to radioactive fallout. The accident killed 31 people, and the exposure to radiation sickened many more. In the region around Chernobyl, unhealthy levels of radiation contaminated up to 233,000 sq km (90,000 sq mi) of land. This includes parts of Belarus and Russia as well as Ukraine. More than 130,000 people were forced to move after the explosion. The consequences are still being felt. Around Chernobyl, a zone with a radius of 30 km (19 mi) has been deemed uninhabitable, although some elderly people have returned to the only homes they know. Thyroid cancer, usually pretty rare, occurs more frequently, especially in children. Researchers estimate that all told, about 4,000 cases of thyroid cancer now and in the future can be attributed to the effects of Chernobyl.

After each of these accidents, safety procedures were upgraded. Since then, there have been no major accidents at nuclear power plants.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิธีการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์สร้างพลังงาน โดยการแบ่งแยกนิวเคลียส กระบวนการแบ่งนิวเคลียสของอะตอม 2 องค์ประกอบที่ มีความหนักนิวเคลียส มักยูเรเนียม-235 (U-235), ถูกตี โดยนิวตรอนอิสระ นี้แบ่งนิวเคลียสหนักเบาแอลฟา 2 การดำเนินการของการแบ่งนี้ปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนและรังสี สองถึงสาม neutrons อื่น ๆ ถูกนำออกใช้ในระหว่างกระบวนการนี้ Neutrons เหล่านี้ตีแอลฟา U-235 มากขึ้น และแยกออกแล้ว ปฏิกิริยานี้ยังคงบน และ บน ขึ้นรูปที่เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ ปฏิกิริยาลูกโซ่ภาพวาดความ atomicarchive.comแผนภูมิปฏิกิริยาฟิชชันปฏิกิริยาฟิชชันแบ่งออกเป็นสามประเภท ตามความเร็วของปฏิกิริยาและพลังงานที่ปล่อยออกมา ปฏิกิริยาที่ subcritical เมื่อ เฉลี่ยน้อย กว่า neutrons ฟรีจากแต่ละปฏิกิริยาฟิชชันหนึ่งฮิตอื่น U-235 อะตอม หมายความ ว่า ปฏิกิริยาฟิชชันต่ำมวลวิกฤต และจะตายในที่สุดออก ในปฏิกิริยา supercritical โดยเฉลี่ย มากกว่าหนึ่ง neutrons ฮิตอีก U-235 อะตอม เนื่องจากความร้อนที่ผลิต โดยฟิชชันนี้อย่างรวดเร็ว ปฏิกิริยาทั้งระเบิด การระเบิดเป็นปฏิกิริยา supercriticalสำหรับไฟฟ้า ปฏิกิริยาสำคัญ — มีเสถียรภาพมากที่สุดชนิดของปฏิกิริยาซึ่งต้องเกิดขึ้น นี้เกิดขึ้นเมื่อเฉลี่ยว่าหนึ่ง neutrons จากแต่ละปฏิกิริยาฟิชชันฮิตอีกอะตอม U-235 เชื้อเพลิงเป็นจำนวนมาก มันรักษาอุณหภูมิที่มั่นคง ไม่เป็นร้อน และปฏิกิริยาไม่ช้าเกินไปเพื่อรักษาฟิชชันในเชื้อเพลิง ความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์แปลงน้ำไอน้ำ ไอน้ำหมุนกังหันกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สร้างไฟฟ้า ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ปฏิกิริยาอยู่ในจำนวนมากโดยใช้อุปกรณ์เร่งความเร็ว หรือชะลอปฏิกิริยาตามสิ่งที่ทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่มีประโยชน์เพื่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ว่า มันปล่อยพลังงานมากกว่าปฏิกิริยาสันดาปทั่วไป ตัวอย่าง โรงงานถ่านหินผลิตไฟฟ้าประมาณ 1 กิโลวัตต์ โดยเขียน 0.45 กิโลกรัม (1 ปอนด์) ถ่านหิน ฟิชชันของ 0.45 กิโลกรัมของยูเรเนียมสร้างประมาณ 3 ล้าน kilowattsส่วนประกอบของเครื่องปฏิกรณ์เครื่องปฏิกรณ์ที่ต้องประกอบด้วย และควบคุมการแบ่งแยกนิวเคลียส ต้องปล่อยต้องควบคุมการปล่อยความร้อนเตาปฏิกรณ์ทั้งหมดมีส่วนประกอบพื้นฐานเหมือนกัน: น้ำมัน ก้านควบคุม ดูแล ลแลนท์ ถังความดัน หรือท่อ เครื่องกำเนิดไอน้ำ และโครงสร้างบรรจุไว้ ส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมออกไซด์ขี้สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิง การอัดเม็ดบรรจุในหลอดจะทำให้แท่งเชื้อเพลิง ซึ่งจัดเรียงเป็นกลุ่มภายในแกนของเครื่องปฏิกรณ์ที่ ก้านควบคุมปรับอัตราของปฏิกิริยา เพิ่มขึ้น ช้าลง หรือหยุดตาม พวกเขาจะกลายเป็นวัสดุที่ดูดซับ neutrons แคดเมียมมัก แฮฟเนียม หรือโบรอน สามารถย้ายก้านควบคุมและออก from between ก้านน้ำมัน ดูด neutrons มากขึ้น หรือน้อยลงตามการปรับความเร็วของการฟิชชัน น้ำมันก้านและก้านควบคุมประกอบหลักของระบบดูแลและอุณหภูมิลแลนท์ล้อมรอบแกน ผู้ดูแลคือ สารที่ช่วย neutrons ผลิต โดยการแบ่งแยกตัวจากย้ายเร็วเกินไป เพื่อที่จะได้ตีมากกว่าแอลฟา และปฏิกิริยาลูกโซ่ต่อไป น้ำ น้ำหนัก (ดิวเทอเรียมออกไซด์ หรือ D2O), หรือแกรไฟต์เป็นผู้ดูแลทั่วไป การลแลนท์ย้ายผ่านหลักเพื่อรักษาเสถียรภาพในหลัก การลแลนท์สามารถของเหลวหรือก๊าซ ในเตาปฏิกรณ์น้ำไฟ ผู้ดูแลและอุณหภูมิลแลนท์เป็นสารเดียวกัน น้ำหลัก ผู้ดูแล และหล่อเย็นอยู่ภายในถังความดันหรือท่อแรงดัน ความร้อนที่รับระบบระบายความร้อนทำให้ไอน้ำ ที่ทำงานแบบกังหัน กังหันลมอำนาจสร้าง ซึ่งทำให้ไฟฟ้า โครงสร้างการบรรจุใส่นี้ทั้งระบบ ให้อะไรมาหรือรังสีจากการรั่วไหลออกถ้ามีความผิดปกติ มักจะทำของคอนกรีต และเหล็ก 1 เมตร (3 ฟุตหนา)ชนิดของเตาปฏิกรณ์เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดภาพวาดความสัมพันธ์ยูเรเนียมออสเตรเลียเตาปฏิกรณ์ที่เก่าที่สุดใส่ลงไปในการดำเนินการ เรียกว่ารุ่นผม จะไม่ใช้ ยกเว้นในสหราชอาณาจักร เตาปฏิกรณ์ II รุ่นผลิตของพลังงานนิวเคลียร์ในโลกวันนี้ โดยทั่วไปชนิดของเครื่องปฏิกรณ์จะปล่อยทางหนีน้ำ เครื่องปฏิกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบที่ใช้ในการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์สำหรับกองทัพเรือสหรัฐฯ ใช้ยูเรเนียมออกไซด์สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำหล่อเย็นและดูแล น้ำหล่อเย็น/ผู้ดูแลย้ายในวงแยกจากน้ำที่กลายเป็นไอน้ำ นี้ป้องกันไม่ให้น้ำทั้งหมดเป็นปน radioactivity ถ้ามีการรั่วไหลในหลักการhttp://www.uic.com.au/nip64.htmMany nuclear plants feature a boiling water reactor, which has enriched uranium oxide as fuel and water as the moderator and coolant. All of the water in the plant forms one loop, from moderator to steam. It is less complex than the pressurized water reactor, but more vulnerable to contamination throughout the plant if a leak occurs. This is because the radioactive water is not separated from water used to create steam to drive the turbine. This type of reactor is found in the United States, Japan, France, Russia, and Sweden. Boiling water reactorDrawings courtesy of Australian Uranium Association.Schematic of boiling water reactorThe gas-cooled reactor, common in Great Britain, uses natural uranium or enriched uranium oxide for fuel, carbon dioxide for the coolant, and graphite for the moderator.Gas cooled reactorDrawings courtesy of Australian Uranium Association.Schematic of gas cooled reactorCanadian nuclear plants use the pressurized heavy-water reactor, nicknamed CANDU. This reactor uses natural uranium oxide for fuel and heavy water for the coolant and moderator.CANDU reactorDrawings courtesy of Australian Uranium Association.CANDU reactorLight-water graphite reactors, found only in Russia, use enriched uranium oxide fuel, a water coolant, and a graphite moderator. The newest types of reactors are the fast neutron reactors. There are four in operation, in Japan, France, and Russia. These use plutonium oxide and uranium oxide fuel, a liquid sodium coolant, and no moderator.Most reactors currently under construction are Generation III reactors. Although the designs are not tremendously different from those of older reactors, Generation III reactors include a variety of improvements over older reactors. The first Generation III reactor began operation in Japan in 1996. Newer Generation III reactors have even more advanced features. They are more standardized, to reduce costs. They use simpler, more rugged designs, for ease of operation and greater safety. These reactors are projected to have a life span of about 60 years, longer than the 40 years of Generation II reactors. They are more fuel efficient, to use less fuel and produce less waste. Best of all, Generation III designs incorporate better safety features to prevent core meltdown, and to prevent environmental radiation leaks.HistoryThe first country to harness atomic energy was the United States, which dropped atomic bombs on Hiroshima and Nagasaki, Japan, at the end of World War II. The concept of using nuclear reactors to provide power for other purposes began with the nuclear-powered submarine, developed by the U.S. Navy in the late 1940s and early 1950s. The first nuclear submarine was launched in 1954.During the early 1950s, U.S. president Dwight Eisenhower declassified much of the information related to building nuclear reactors. The United States Atomic Energy Commission (now the Nuclear Regulatory Commission) sponsored research into different types of nuclear reactors at this time. Many countries quickly learned how to build nuclear reactors to generate electricity. The Soviet Union opened its first nuclear power plant in 1954; Great Britain’s first went into operation in 1956. The reactor used for the submarine provided a model for the first American nuclear power plant, built in Shippingport, Pennsylvania, in 1957. France came online in 1957, and by the early 1960s the nuclear-power industry was well established. The industry expanded greatly in the 1970s, when oil prices climbed.
Safety

The biggest concern about nuclear power is safety, more specifically radiation leaks. Fission produces radiation as a by-product. This radiation contaminates the coolant and moderator, leading to radioactive water and steam. Leaks of either of these are of great concern.

Serious accidents at nuclear power plants are not that likely, but if they happen the consequences may be severe. Thus far, there have been only two major accidents. In 1979, a technical malfunction at the Three Mile Island plant in Pennsylvania nearly led to a release of radioactive material. About half of the core melted, but safety mechanisms contained the radiation. And no one was hurt or killed.

A much larger accident occurred at Chernobyl, Ukraine, in 1986. A reactor exploded, releasing a significant amount of radioactive material high into the atmosphere. People in Russia and parts of Europe were exposed to radioactive fallout. The accident killed 31 people, and the exposure to radiation sickened many more. In the region around Chernobyl, unhealthy levels of radiation contaminated up to 233,000 sq km (90,000 sq mi) of land. This includes parts of Belarus and Russia as well as Ukraine. More than 130,000 people were forced to move after the explosion. The consequences are still being felt. Around Chernobyl, a zone with a radius of 30 km (19 mi) has been deemed uninhabitable, although some elderly people have returned to the only homes they know. Thyroid cancer, usually pretty rare, occurs more frequently, especially in children. Researchers estimate that all told, about 4,000 cases of thyroid cancer now and in the future can be attributed to the effects of Chernobyl.

After each of these accidents, safety procedures were upgraded. Since then, there have been no major accidents at nuclear power plants.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิธีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ธิเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สร้างพลังงานนิวเคลียร์เป็นกระบวนการที่แยกนิวเคลียสของอะตอมในสอง องค์ประกอบที่มีนิวเคลียสหนักมากที่สุดยูเรเนียม -235 (U-235) โดนนิวตรอนฟรี นี้จะแบ่งนิวเคลียสหนักเป็นสองนิวเคลียสเบา การดำเนินการของการแยกนี้ปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนและรังสี สองถึงสามนิวตรอนอื่น ๆ ที่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการนี้ นิวตรอนเหล่านี้แล้วกดมากขึ้นนิวเคลียสของ U-235 และแยกพวกเขา ปฏิกิริยานี้อย่างต่อเนื่องและในการสร้างสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่. ปฏิกิริยาลูกโซ่ภาพวาดมารยาทของ atomicarchive.com. ปฏิกิริยาฟิชชันแผนภาพ. ปฏิกิริยาฟิชชันตกอยู่ในสามประเภทขึ้นอยู่กับความเร็วของปฏิกิริยาและพลังงานที่ปล่อยออกมานั้น ปฏิกิริยาเป็น subcritical เมื่อโดยเฉลี่ยน้อยกว่าหนึ่งในนิวตรอนฟรีจากปฏิกิริยาฟิชชันแต่ละฮิตอีกอะตอม U-235 ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยาฟิชชันต่ำกว่ามวลที่สำคัญและในที่สุดก็จะตายออก ในปฏิกิริยา supercritical โดยเฉลี่ยมากกว่าหนึ่งนิวตรอนฮิตอีกอะตอม U-235 เพราะความร้อนที่เกิดจากการแบ่งเซลล์อย่างรวดเร็วนี้ระเบิดปฏิกิริยาทั้ง ระเบิดปรมาณูเป็นปฏิกิริยา supercritical. สำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นปฏิกิริยาชนิดที่มีเสถียรภาพมากที่สุดที่สำคัญของการเกิดปฏิกิริยาจะต้องเกิดขึ้น นี้เกิดขึ้นเมื่อเฉลี่ยว่าหนึ่งในนิวตรอนจากปฏิกิริยาฟิชชันแต่ละฮิตอีกอะตอม U-235 น้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ที่มวลที่สำคัญ มันจะเก็บอุณหภูมิคงที่ไม่ร้อนระเบิดและเกิดปฏิกิริยาไม่ช้าเกินไปที่จะรักษาฟิชชันในน้ำมันเชื้อเพลิง ความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์แปลงน้ำการอบไอน้ำ ไอน้ำจะเปลี่ยนกังหันที่ติดอยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, การสร้างกระแสไฟฟ้า ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ปฏิกิริยาอยู่ที่มวลที่สำคัญผ่านการใช้งานของอุปกรณ์เพื่อเพิ่มความเร็วหรือชะลอการเกิดปฏิกิริยาตามความจำเป็น. สิ่งที่ทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์เพื่อประโยชน์สำหรับการผลิตไฟฟ้าก็คือว่ามันออกพลังงานมากขึ้นกว่าปฏิกิริยาการเผาไหม้ทั่วไป ยกตัวอย่างเช่นโรงไฟฟ้าถ่านหินผลิตประมาณ 1 กิโลวัตต์ของการไฟฟ้าจากการเผาไหม้ 0.45 กิโลกรัม (1 ปอนด์) ของถ่านหิน ฟิชชัน 0.45 กิโลกรัมของยูเรเนียมผลิตประมาณ 3 ล้านกิโลวัตต์. ปฏิกรณ์ส่วนประกอบเครื่องปฏิกรณ์จะต้องสามารถที่จะมีและควบคุมนิวเคลียร์ . การทำเช่นนี้เครื่องปฏิกรณ์จะต้องควบคุมการปล่อยของความร้อนที่เตาปฏิกรณ์ทั้งหมดมีชิ้นส่วนพื้นฐานที่เหมือนกัน: เชื้อเพลิงแท่งควบคุมดูแล, น้ำหล่อเย็นภาชนะรับความดันหรือท่อเครื่องกำเนิดไอน้ำและโครงสร้างการบรรจุ ส่วนใหญ่ใช้เม็ดยูเรเนียมออกไซด์เป็นเชื้อเพลิง เม็ดบรรจุในหลอดที่จะทำให้แท่งเชื้อเพลิงซึ่งจะจัดในกลุ่มภายในแกนของเครื่องปฏิกรณ์ แท่งควบคุมปรับอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เร่งขึ้นชะลอตัวลงหรือหยุดได้ตามต้องการ พวกเขาจะทำจากวัสดุที่ดูดซับนิวตรอนมักแคดเมียมฮาฟเนียมหรือโบรอน แท่งควบคุมสามารถเคลื่อนย้ายเข้าและออกจากแท่งเชื้อเพลิงระหว่างการดูดซับนิวตรอนมากขึ้นหรือน้อยลงตามความจำเป็นในการปรับความเร็วของฟิชชัน แท่งเชื้อเพลิงและแท่งควบคุมทำขึ้นหลักของเครื่องปฏิกรณ์. ผู้ดูแลและน้ำหล่อเย็นล้อมรอบแกน ผู้ดูแลเป็นสารที่ช่วยให้นิวตรอนที่ผลิตโดยฟิชชันจากการย้ายเร็วเกินไปเพื่อที่พวกเขาจะสามารถที่จะตีนิวเคลียสมากขึ้นและดำเนินการต่อปฏิกิริยาลูกโซ่ น้ำหนักน้ำ (ไฮโดรเจนออกไซด์หรือ D2O) หรือกราไฟท์เป็นผู้ดูแลที่พบมากที่สุด ย้ายน้ำหล่อเย็นผ่านหลักในการรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิในแกน น้ำหล่อเย็นสามารถเป็นของเหลวหรือก๊าซ ในแง่น้ำเครื่องปฏิกรณ์ผู้ดูแลและน้ำหล่อเย็นที่มีสารเดียวกันน้ำ. แกน, ผู้ดูแลและน้ำหล่อเย็นที่มีอยู่ภายในภาชนะรับความดันหรือท่อความดัน ความร้อนที่หยิบขึ้นมาโดยระบบระบายความร้อนที่ทำให้ไอน้ำซึ่งไหลกังหัน พลังกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งจะทำให้การผลิตไฟฟ้า โครงสร้างบรรจุล้อมรอบระบบนี้ทั้งเพื่อป้องกันไม่ให้อะไรจากมาหรือการฉายรังสีจากการรั่วไหลออกมาว่ามีความผิดปกติ มันเป็นเรื่องปกติที่ทำจากคอนกรีตและเหล็ก 1 เมตร (3 ฟุต) หนา. ประเภทของเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดปฏิกรณ์มารยาทภาพวาดของสมาคมยูเรเนียมออสเตรเลีย. เครื่องปฏิกรณ์ที่เก่าแก่ที่สุดนำไปดำเนินการเรียกว่ารุ่นผมไม่ได้อยู่ในการใช้งานยกเว้นหนึ่งใน บริเตนใหญ่ รุ่นที่สองเครื่องปฏิกรณ์ผลิตส่วนใหญ่ของพลังงานนิวเคลียร์ในโลกวันนี้ โดยไกลชนิดที่พบมากที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์เป็นเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง เครื่องปฏิกรณ์นี้จะขึ้นอยู่กับการออกแบบที่ใช้ในการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของกองทัพเรือสหรัฐ จะใช้ยูเรเนียมออกไซด์เชื้อเพลิงและน้ำสำหรับหล่อเย็นและผู้ดูแล น้ำหล่อเย็น / น้ำย้ายผู้ดูแลในวงแยกออกจากน้ำที่กลายเป็นไอน้ำ นี้ป้องกันไม่ให้น้ำจากการเป็นที่ปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสีในกรณีที่มีการรั่วไหลในแกน. http://www.uic.com.au/nip64.htm โรงไฟฟ้านิวเคลียร์หลายแห่งมีเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดซึ่งได้ผสานยูเรเนียมออกไซด์เป็นเชื้อเพลิง และน้ำเป็นผู้ดูแลและน้ำหล่อเย็น ทั้งหมดของน้ำในโรงงานรูปแบบหนึ่งวงจากผู้ดูแลการอบไอน้ำ มันมีความซับซ้อนน้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง แต่ความเสี่ยงที่จะปนเปื้อนไปทั่วโรงงานหากเกิดการรั่วไหล นี้เป็นเพราะน้ำกัมมันตรังสีไม่ได้แยกออกจากน้ำที่ใช้ในการสร้างไอน้ำเพื่อขับกังหัน ชนิดของเครื่องปฏิกรณ์นี้จะพบในประเทศสหรัฐอเมริกา, ญี่ปุ่น, ฝรั่งเศส, รัสเซียและสวีเดน. เดือดเครื่องปฏิกรณ์น้ำมารยาทภาพวาดของสมาคมยูเรเนียมออสเตรเลีย. แผนผังของเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซเย็นร่วมกันในสหราชอาณาจักรใช้ยูเรเนียมธรรมชาติหรืออุดมยูเรเนียมออกไซด์สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้ำหล่อเย็นและกราไฟท์สำหรับผู้ดูแล. ก๊าซระบายความร้อนด้วยเครื่องปฏิกรณ์ภาพวาดมารยาทของสมาคมยูเรเนียมออสเตรเลีย. แผนผังของก๊าซเย็นเตาปฏิกรณ์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แคนาดาใช้เครื่องปฏิกรณ์หนักน้ำแรงดันสูง, CANDU ชื่อเล่น เครื่องปฏิกรณ์นี้ใช้ยูเรเนียมออกไซด์ธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงและน้ำหนักสำหรับน้ำหล่อเย็นและ moderator. เครื่องปฏิกรณ์ CANDU มารยาทภาพวาดของสมาคมยูเรเนียมออสเตรเลีย. CANDU ปฏิกรณ์แสงน้ำเครื่องปฏิกรณ์กราไฟท์พบเฉพาะในรัสเซียใช้อุดมเชื้อเพลิงยูเรเนียมออกไซด์ซึ่งเป็นสารหล่อเย็นน้ำและผู้ดูแลกราไฟท์ ชนิดใหม่ล่าสุดของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นิวตรอน มีสี่ในการดำเนินงานอยู่ในประเทศญี่ปุ่น, ฝรั่งเศสและรัสเซีย เหล่านี้ใช้พลูโตเนียมออกไซด์และเชื้อเพลิงยูเรเนียมออกไซด์ซึ่งเป็นสารหล่อเย็นโซเดียมเหลวและไม่มีผู้ดูแล. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันภายใต้การก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่สาม แม้ว่าการออกแบบไม่ได้อย่างมากแตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์เก่ารุ่นเครื่องปฏิกรณ์ที่สามรวมถึงความหลากหลายของการปรับปรุงน้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์ที่มีอายุมากกว่า เครื่องปฏิกรณ์แรกรุ่นที่สามเริ่มดำเนินการในประเทศญี่ปุ่นในปี 1996 ที่ใหม่กว่ายุค III เครื่องปฏิกรณ์ได้แม้แต่คุณสมบัติที่สูงขึ้น พวกเขามีมาตรฐานมากขึ้นเพื่อลดค่าใช้จ่าย พวกเขาใช้ง่ายการออกแบบที่ทนทานมากขึ้นเพื่อความสะดวกในการดำเนินงานและความปลอดภัยมากขึ้น เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้คาดว่าจะมีช่วงชีวิตประมาณ 60 ปีที่ผ่านมานานกว่า 40 ปีของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่สอง พวกเขาเป็นเชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงน้อยลงและการผลิตของเสียน้อยลง ดีที่สุดของทุกรุ่นที่สามการออกแบบรวมคุณสมบัติที่ดีกว่าเพื่อความปลอดภัยเพื่อป้องกันการล่มสลายหลักและเพื่อป้องกันการรั่วไหลของรังสีสิ่งแวดล้อม. ประวัติความเป็นประเทศแรกในการควบคุมพลังงานปรมาณูเป็นสหรัฐอเมริกาซึ่งลดลงระเบิดปรมาณูฮิโรชิมาและนางาซากิประเทศญี่ปุ่นในตอนท้ายสงครามโลกครั้งที่สอง แนวคิดของการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อให้อำนาจเพื่อวัตถุประสงค์อื่น ๆ เริ่มต้นด้วยเรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ที่พัฒนาโดยกองทัพเรือสหรัฐในช่วงปลายปี 1940 และต้นปี 1950 เรือดำน้ำนิวเคลียร์เป็นครั้งแรกที่เปิดตัวในปี 1954 ในช่วงต้นปี 1950, ประธานาธิบดีดไวต์ไอเซนฮาวลับอีกต่อไปมากของข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ สหรัฐอเมริกาคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณู (ตอนนี้กำกับกิจการพลังงาน) สนับสนุนการวิจัยออกเป็นประเภทที่แตกต่างกันของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในเวลานี้ หลายประเทศได้อย่างรวดเร็วได้เรียนรู้วิธีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า สหภาพโซเวียตเปิดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นครั้งแรกในปี 1954; สหราชอาณาจักรเป็นครั้งแรกไปในการดำเนินงานในปี 1956 เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้สำหรับเรือดำน้ำให้เป็นรูปแบบสำหรับชาวอเมริกันคนแรกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นในชิปปิ้ง, เพนซิลในปี 1957 ฝรั่งเศสมาออนไลน์ในปี 1957 และต้นปี 1960 การใช้พลังงานนิวเคลียร์ อุตสาหกรรมได้รับการยอมรับเป็นอย่างดี อุตสาหกรรมขยายตัวมากในปี 1970 เมื่อราคาน้ำมันที่เพิ่มขึ้น. ความปลอดภัยความกังวลที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์คือความปลอดภัยมากขึ้นโดยเฉพาะการรั่วไหลของรังสี ฟิชชันผลิตรังสีเป็นผลพลอยได้ รังสีนี้ปนเปื้อนสารหล่อเย็นและผู้ดูแลที่นำไปสู่น้ำกัมมันตรังสีและไอน้ำ การรั่วไหลของทั้งสองเหล่านี้มีความกังวลมาก. เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไม่น่าว่า แต่ถ้าพวกเขาเกิดขึ้นผลที่ตามมาอาจจะรุนแรง ป่านนี้มีเพียงสองเกิดอุบัติเหตุที่สำคัญ ในปี 1979 ความผิดปกติทางเทคนิคที่สามไมล์ไอส์แลนด์ในรัฐเพนซิลวาเนียพืชเกือบนำไปสู่การเปิดตัวของวัสดุกัมมันตรังสี ประมาณครึ่งหนึ่งของหลักละลาย แต่กลไกรักษาความปลอดภัยที่มีการฉายรังสี และไม่มีใครได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิต. อุบัติเหตุขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในเชอร์โนบิลยูเครนในปี 1986 เครื่องปฏิกรณ์ระเบิดปล่อยเป็นจำนวนมากของสารกัมมันตรังสีสูงขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ คนที่อยู่ในรัสเซียและบางส่วนของยุโรปได้สัมผัสกับผลกระทบของสารกัมมันตรังสี อุบัติเหตุเสียชีวิต 31 คนและการสัมผัสกับรังสีป่วยอื่น ๆ อีกมากมาย ในบริเวณรอบเชอร์โนบิลในระดับที่ไม่แข็งแรงของรังสีที่ปนเปื้อนได้ถึง 233,000 ตารางกิโลเมตร (90,000 ตารางไมล์) ที่ดิน ซึ่งรวมถึงบางส่วนของเบลารุสและรัสเซียเช่นเดียวกับยูเครน มากกว่า 130,000 คนถูกบังคับให้ย้ายหลังจากการระเบิด ผลที่ตามมาจะยังคงถูกรู้สึก รอบเชอร์โนบิล, โซนที่มีรัศมี 30 กิโลเมตร (19 ไมล์) ได้รับการถือว่าเอื้ออำนวยแม้ว่าบางคนผู้สูงอายุได้กลับไปบ้านที่เดียวที่พวกเขารู้ว่า มะเร็งต่อมไทรอยด์มักจะหายากสวยเกิดขึ้นบ่อยครั้งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเด็ก นักวิจัยคาดว่าทุกคนบอกว่าประมาณ 4,000 กรณีของโรคมะเร็งต่อมไทรอยด์ในขณะนี้และในอนาคตที่สามารถนำมาประกอบกับผลกระทบของเชอร์โนบิล. หลังจากที่แต่ละของการเกิดอุบัติเหตุเหล่านี้ขั้นตอนความปลอดภัยได้รับการอัพเกรด ตั้งแต่นั้นมาไม่มีการเกิดอุบัติเหตุรายใหญ่ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ว่าเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำงาน

สร้างพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นกระบวนการแยกนิวเคลียสของอะตอมทั้งสอง เป็นธาตุที่มีนิวเคลียสที่หนักที่สุด uranium-235 ( U-235 ) จะตีโดยนิวตรอนฟรี นี้จะแบ่งนิวเคลียสหนักเป็นเบาสองนิวเคลียส . การกระทำของแยกนี้ปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนและรังสีสองถึงสามชนิดอื่น ๆถูกปล่อยออกมาระหว่างกระบวนการนี้ นิวตรอนเหล่านี้แล้วกดปุ่มของ U-235 มากขึ้นและแยกพวกเขา ปฏิกิริยานี้อย่างต่อเนื่อง และสร้างสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่


แบบปฏิกิริยาลูกโซ่มารยาท atomicarchive . แผนผังปฏิกิริยาฟิชชัน
.
ปฏิกิริยาฟิชชันตกอยู่ในสามประเภท ขึ้นอยู่กับความเร็วของปฏิกิริยาและพลังงานที่ปล่อยออกมาปฏิกิริยาที่เป็นวิกฤติ เมื่อเฉลี่ย น้อยกว่าหนึ่งของนิวตรอนฟรีจากแต่ละปฏิกิริยาฟิชชันฮิตอีก U-235 อะตอม ซึ่งหมายความว่าการตอบสนองต่ำกว่าจุดวิกฤติ และในที่สุดจะตายออก ในปฏิกิริยาที่ยิ่งยวด เฉลี่ยมากกว่าหนึ่งของนิวตรอนที่ฮิตอีก U-235 อะตอม เพราะความร้อนที่ผลิตโดยปฏิกิริยาฟิชชันอย่างรวดเร็ว ทั้งระเบิดระเบิดปรมาณูเป็นปฏิกิริยายิ่งยวด .

สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า เป็นปฏิกิริยาชนิดที่เสถียรที่สุดของปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น นี้เกิดขึ้นเมื่อโดยตรงหนึ่งของนิวตรอนจากปฏิกิริยาฟิชชันแต่ละครั้งอื่น U-235 อะตอม เชื้อเพลิงที่จุดวิกฤติ . มันรักษาอุณหภูมิคงที่ ไม่ระเบิด ไม่ร้อน และปฏิกิริยาช้าเกินไปที่จะรักษาในตัวเชื้อเพลิงความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ จะแปลงน้ำ ไอน้ำ ไอน้ำหมุนกังหันที่แนบมากับเครื่องสร้างกระแสไฟฟ้า ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ปฏิกิริยาอยู่ในจุดวิกฤติที่ผ่านการใช้อุปกรณ์เพื่อเพิ่มความเร็วขึ้นหรือช้าลงปฏิกิริยาได้ตามต้องการ

สิ่งที่ทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เป็นประโยชน์เพื่อสร้างพลังงานที่ปล่อยพลังงานมากกว่าปฏิกิริยาการเผาไหม้โดยทั่วไป ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าถ่านหินผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ โดยเขียน 0.45 กิโลกรัม ( 1 ปอนด์ ) ของถ่านหิน การฟิชชันของยูเรเนียม 0.45 กิโลกรัม ผลิตประมาณ 3 ล้านกิโลวัตต์ .



เครื่องปฏิกรณ์ปฏิกรณ์ส่วนประกอบจะต้องสามารถควบคุมนิวเคลียร์ฟิชชันทำเตาปฏิกรณ์จะต้องควบคุมการปล่อยความร้อน

เครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดมีพื้นฐานเดียวกัน ส่วนเชื้อเพลิงควบคุมแท่ง , ผู้ดูแล , หล่อเย็น , ถังความดันหรือท่อ เครื่องอบ และโครงสร้างแล้ว ส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมออกไซด์เม็ดเชื้อเพลิง เม็ดบรรจุในหลอดเพื่อให้แท่งเชื้อเพลิง ซึ่งจะจัดในกลุ่มภายในแกนกลางของเตาปฏิกรณ์แท่งควบคุมปรับอัตราของปฏิกิริยาเร็วขึ้น ช้าลง หรือหยุดมันได้ตามต้องการ พวกเขาจะทำจากวัสดุที่ดูดซับนิวตรอนมักจะแคดเมียม ด.ญ. หรือโบรอน แท่งควบคุมสามารถย้ายเข้าและออกระหว่างแท่งเชื้อเพลิงมากขึ้นหรือน้อยลง , การดูดซับนิวตรอนตามที่ต้องการเพื่อปรับความเร็วของฟิชชันแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และการควบคุมให้แกนกลางของเตาปฏิกรณ์

ผู้ดูแลและหล่อเย็นรอบแกน ผู้ดูแลคือสารที่ช่วยให้นิวตรอนที่ผลิตโดยการย้ายเร็วเกินไป เพื่อที่พวกเขาจะสามารถเข้าถึงนิวเคลียสมากขึ้นและยังคงปฏิกิริยาลูกโซ่ น้ำ , น้ำหนัก ( ดิวทีเรียมออกไซด์ หรือ d2o ) หรือ กราไฟท์ เป็นผู้ดูแลทั่วไปมากที่สุดเย็นเคลื่อนผ่านแกนกลางที่จะทำให้อุณหภูมิแกนกลาง เย็นสามารถ ของเหลวหรือก๊าซ ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาผู้ดูแลและหล่อเย็นแบบสารน้ำ

หลัก ผู้ดำเนินรายการ และหล่อเย็น บรรจุอยู่ภายในภาชนะรับความดันหรือท่อแรงดัน ความร้อนขึ้น โดยระบบหล่อเย็นทำให้ไอน้ำซึ่งเป็นกังหัน กังหันพลังสร้างซึ่งทำให้ประหยัดไฟฟ้า โครงสร้างควบคุมแนบทั้งระบบ เพื่อป้องกันไม่ให้อะไรเข้ามา หรือจากรังสีรั่วไหลออกมา หากมีการทำงานผิดพลาด มันมักจะทำจากคอนกรีตและเหล็ก 1 เมตร ( 3 ฟุต ) หนา

ชนิดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด


วาดมารยาทของยูเรเนียมออสเตรเลียสมาคม .
เร็วเครื่องปฏิกรณ์ใส่ในงานนี้ termed รุ่นผมจะไม่ใช้ ยกเว้นในอังกฤษ เครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่ 2 ที่ผลิตมากที่สุดของพลังงานนิวเคลียร์ในโลกวันนี้ โดยไกลชนิดที่พบมากที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์เครื่องปฏิกรณ์น้ำความดัน เครื่องปฏิกรณ์นี้จะขึ้นอยู่กับการออกแบบที่ใช้สร้าง เรือดำน้ำนิวเคลียร์กองทัพเรือสหรัฐฯ ใช้สำหรับเป็นเชื้อเพลิงยูเรเนียมออกไซด์และน้ำหล่อเย็น และผู้ดูแล