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, das in seiner Sorte - oder "Isotop" - 235 leicht "angereichert" ist, wird in Form kleiner Pellets verpackt. Diese sind in engen Metallhüllen gestapelt, die zu Baugruppen zusammengefügt sind. Diese Baugruppen befinden sich in einem mit Wasser gefüllten Stahltank und bilden das Herzstück des Reaktors. Sie sind der Sitz der Kettenreaktion, die sie auf hohe Temperaturen bringt. Das Tankwasser erwärmt sich bei Kontakt (über 300 ° C). Es wird unter Druck gehalten, wodurch es am Kochen gehindert wird, und zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf, der als Primärkreislauf bezeichnet wird.

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Sekundärkreislauf: zur Erzeugung von Dampf

Das Wasser im Primärkreislauf gibt seine Wärme an das Wasser weiter, das in einem anderen geschlossenen Kreislauf zirkuliert: dem Sekundärkreislauf. Dieser Wärmeaustausch erfolgt über einen Dampferzeuger. In Kontakt mit den Rohren, die vom Wasser im Primärkreislauf durchströmt werden, erwärmt sich das Wasser im Sekundärkreislauf und wird zu Dampf. Dieser Dampf dreht die Turbine und treibt den Generator an, der Elektrizität erzeugt. Nach dem Durchlaufen der Turbine wird der Dampf abgekühlt, wieder in Wasser umgewandelt und für einen neuen Zyklus zum Dampferzeuger zurückgeleitet.

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 Kreisläufen, dem Kühlkreislauf, unabhängig ist. Seine Funktion besteht darin, den aus der Turbine austretenden Dampf zu kondensieren. Hierfür ist ein Kondensator vorgesehen, ein Gerät, das aus Tausenden von Rohren besteht, in denen kaltes Wasser zirkuliert, das aus einer externen Quelle stammt: Fluss oder Meer. Bei Kontakt mit diesen Rohren kondensiert der Dampf und verwandelt sich in Wasser. Das Kondensatorwasser wird an der Quelle, von der es stammt, leicht erwärmt abgeführt. Wenn die Strömung des Flusses zu gering ist oder wenn wir die Erwärmung begrenzen möchten, verwenden wir Kühltürme oder Luftkühler. Das erwärmte Wasser aus dem Kondensator, das sich am Boden des Turms verteilt, wird durch den im Turm aufsteigenden Luftstrom gekühlt. Der größte Teil dieses Wassers gelangt in den Kondensator zurück, ein kleiner Teil verdunstet in der Atmosphäre, wodurch diese für Kernkraftwerke typischen weißen Wolken entstehen.

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2) Europäischer EPR-Druckwasserreaktor

Dieses Projekt für einen neuen deutsch-französischen Reaktor stellt im Vergleich zum EPR keinen größeren technologischen Durchbruch dar, sondern bringt nur Elemente bedeutender Fortschritte. Es muss die Sicherheitsziele erfüllen, die von der französischen Sicherheitsbehörde, der DSIN und der deutschen Sicherheitsbehörde mit ihrer technischen Unterstützung, dem IPSN (Institut für Nuklearschutz und Sicherheit) und der GRS, ihrem deutschen Amtskollegen, festgelegt wurden. . Diese Anpassung der gemeinsamen Sicherheitsregeln fördert die Entstehung internationaler Referenzen. Das Projekt umfasst drei Ziele, um die Spezifikationen zu erfüllen, die auf mehrere europäische Elektriker ausgedehnt wurden:

die auf internationaler Ebene harmonisiert festgelegten Sicherheitsziele einhalten. Die Sicherheit muss bereits in der Entwurfsphase erheblich verbessert werden, indem insbesondere die Wahrscheinlichkeit des Kernschmelzens um den Faktor 10 verringert, die radiologischen Folgen von Unfällen begrenzt und die Bedienung vereinfacht werden

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 den Plasmazustand übergeht und verbrennt. Dabei erzeugt der Reaktor Asche (Heliumatome) und Energie in Form von schnellen Partikeln 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 hinter dem Plasma auftritt. Die Energie, die in Form der kinetischen Energie der Neutronen auftritt, wird ihrerseits in der tritigenen Hülle, einem Element jenseits der ersten Wand, aber dennoch innerhalb der Vakuumkammer, in Wärme umgewandelt. Die Vakuumkammer ist die Komponente, die den Raum verschließt, in dem die Fusionsreaktion stattfindet. Die erste Wand, der Deckel und die Vakuumkammer werden offensichtlich durch ein Wärmeextraktionssystem gekühlt. Die Wärme wird verwendet, um Dampf zu erzeugen und einen herkömmlichen Turbinen- und Generatorgenerator anzutreiben.

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

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