Kernreaktoren

Die verschiedenen Arten von Kernreaktoren: Funktionsprinzip.

Schlüsselwörter: Reaktor, Kernkraft, Betrieb, Erklärung, REP, EPR, ITER, Heißschmelzen.

Einführung

Die erste Generation von Reaktoren umfasst Reaktoren, die in den 50-70-Jahren entwickelt wurden. insbesondere diejenigen des Sektors Natururan - Graphit - Gas (UNGG) in Frankreich und in der Schweiz "Magnox" im Vereinigten Königreich.

La Die zweite Generation (70-90 Jahre) sieht den Einsatz von Wasserreaktoren (die Reaktoren zu Druckwasser für Frankreich und kochendes Wasser wie in Deutschland und Japan) Heute sind mehr als 85% des Kernkraftwerks der Welt, aber auch Wasserreaktoren von Russisches Design (VVER 1000) und kanadische Schwerwasserreaktoren vom Typ Candu.

La dritte Generation ist bereit gebaut zu werden und übernimmt die Reaktoren von Sekunde Generation, ob es das istEPR (Europäischer Druckwasserreaktor) oder der SWR 1000 Reaktor bei von Framatome ANP (Tochtergesellschaft von Areva und Siemens) vorgeschlagene Modelle für kochendes Wasser oder AP 1000 Reaktor von Westinghouse.

La vierte Generationwessen erste industrielle anwendungen könnten Der 2040-Horizont wird derzeit untersucht.

1) Druckwasserreaktoren (PWRs)

Primärkreislauf: um die Wärme zu entziehen

Uran, in seiner Sorte leicht "angereichert" - oder "Isotop" - 235, wird in Form kleiner Pellets verpackt. Diese sind in wasserdichten Metallhüllen gestapelt, die in Baugruppen zusammengebaut sind. Diese Baugruppen befinden sich in einem mit Wasser gefüllten Stahltank und bilden das Herz des Reaktors. Sie sind der Sitz der Kettenreaktion, die sie auf hohe Temperatur bringt. Das Wasser im Tank erwärmt sich bei Kontakt (über 300 ° C). Es wird unter Druck gehalten, wodurch ein Kochen verhindert wird, und zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf, der als Primärkreis bezeichnet wird.

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Sekundärkreislauf: zur Erzeugung von Dampf

Das Wasser im Primärkreislauf überträgt seine Wärme an das Wasser, das in einem anderen geschlossenen Kreislauf zirkuliert: dem Sekundärkreislauf. Dieser Wärmeaustausch erfolgt über einen Dampferzeuger. In Kontakt mit den Rohren, durch die das Wasser aus dem Primärkreis fließt, erwärmt sich das Wasser aus dem Sekundärkreis wiederum und wird zu Dampf. Dieser Dampf dreht die Turbine, die den Generator antreibt, der Strom erzeugt. Nach dem Durchgang durch die Turbine wird der Dampf abgekühlt, wieder in Wasser umgewandelt und für einen neuen Zyklus zum Dampferzeuger zurückgeführt.

Kühlkreislauf: um Dampf zu kondensieren und Wärme abzuleiten

Damit das System kontinuierlich arbeitet, muss es gekühlt werden. Dies ist der Zweck eines dritten Kreislaufs, der von den beiden anderen, dem Kühlkreislauf, unabhängig ist. Seine Funktion besteht darin, den aus der Turbine austretenden Dampf zu kondensieren. Zu diesem Zweck wird ein Kondensator installiert, ein Gerät aus Tausenden von Rohren, in dem kaltes Wasser aus einer externen Quelle zirkuliert: Fluss oder Meer. In Kontakt mit diesen Rohren kondensiert der Dampf zu Wasser. Das Kondensatorwasser wird an der Quelle, aus der es stammt, leicht erhitzt verworfen. Wenn der Fluss zu niedrig ist oder wenn wir seine Erwärmung begrenzen möchten, verwenden wir Kühltürme oder Luftkühler. Das erwärmte Wasser aus dem Kondensator, das am Fuß des Turms verteilt ist, wird durch den Luftstrom gekühlt, der im Turm aufsteigt. Das meiste Wasser kehrt in den Kondensator zurück, ein kleiner Teil verdunstet in die Atmosphäre und verursacht diese für Kernkraftwerke charakteristischen weißen Federn.

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2) Europäischer EPR-Druckwasserreaktor

Dieses Projekt für einen neuen deutsch-französischen Reaktor stellt keinen größeren technologischen Durchbruch im Vergleich zum PWR dar, sondern bringt nur wesentliche Elemente des Fortschritts. Es muss die Sicherheitsziele der französischen Sicherheitsbehörde, der DSIN und der deutschen Sicherheitsbehörde mit ihrer technischen Unterstützung durch das IPSN (Institut für nuklearen Schutz und Sicherheit) und die GRS, deren deutsches Gegenstück, erfüllen. . Diese Anpassung der gemeinsamen Sicherheitsvorschriften fördert die Entstehung internationaler Referenzen. Das Projekt umfasst drei Ziele, um die auf mehrere europäische Versorgungsunternehmen ausgedehnten Spezifikationen erfüllen zu können:

- Einhaltung der auf internationaler Ebene harmonisiert festgelegten Sicherheitsziele. Die Sicherheit muss bereits in der Entwurfsphase erheblich verbessert werden, insbesondere indem die Wahrscheinlichkeit einer Kernschmelze um den Faktor 10 verringert, die radiologischen Folgen von Unfällen begrenzt und der Betrieb vereinfacht wird.

- Wahrung der Wettbewerbsfähigkeit, insbesondere durch Erhöhung der Verfügbarkeit und Lebensdauer wichtiger Komponenten

- Verringerung der während des normalen Betriebs entstehenden Einleitungen und Abfälle und Suche nach einer hohen Kapazität zum Recyceln von Plutonium.

leicht zzgl. puissant (1600 MW) dass der EPR für die Reaktoren der zweiten Generation (von 900 bis 1450 MW) auch von den neuesten Fortschritten in der Sicherheitsforschung profitieren wird, um das Risiko eines schweren Unfalls zu verringern. Vor allem, weil die Sicherheitssysteme gestärkt werden und der EPR einen riesigen "Aschenbecher" haben wird. Diese neue Vorrichtung, die sich unter dem Reaktorkern befindet und durch eine unabhängige Wasserversorgung gekühlt wird, verhindert somit die Bildung von Corium (Gemisch aus Brennstoff und Materialien) während einer hypothetischen zufälligen Fusion des Kerns eines Kernreaktors entkommen.

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Die EPR wird auch eine haben Bessere Effizienz bei der Umwandlung von Wärme in Strom. Mit einem Gewinn von etwa 10% gegenüber dem kWh-Preis wird es wirtschaftlicher: Durch die Verwendung eines "Kern-100% MOX" wird mehr Energie aus der gleichen Menge an Materialien gewonnen und recycelt Plutonium.

3) Der ITER-Kernfusionsreaktor

Das Deuterium-Tritium-Kraftstoffgemisch wird in eine Kammer eingespritzt, wo es dank eines Rückhaltesystems in Plasma übergeht und verbrennt. Dabei erzeugt der Reaktor Asche (Heliumatome) und Energie in Form schneller Partikel oder Strahlung. Die in Form von Partikeln und Strahlung erzeugte Energie wird in einer bestimmten Komponente absorbiert, der „ersten Wand“, die, wie der Name schon sagt, das erste Materialelement ist, das jenseits des Plasmas angetroffen wird. Die Energie, die in Form der kinetischen Energie der Neutronen auftritt, wird ihrerseits in der Tritiumdecke, einem Element jenseits der ersten Wand, aber dennoch in der Vakuumkammer, in Wärme umgewandelt. Die Vakuumkammer ist die Komponente, die den Raum schließt, in dem die Fusionsreaktion stattfindet. Erste Wand, Abdeckung und Vakuumkammer werden offensichtlich durch ein Wärmeextraktionssystem gekühlt. Die Wärme wird verwendet, um Dampf zu erzeugen und eine herkömmliche Turbinen- und Lichtmaschinenbaugruppe anzutreiben, die Strom erzeugt.

Quelle: Herkunft: Französische Botschaft in Deutschland - 4 Seiten - 4/11/2004

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