Вода-вадзяны ядзерны рэактар

Вода-вадзяны ядзерны рэактар ― рэактар, у якім у якасці запавольніка і цепланосьбіта выкарыстоўваецца звычайная вада.

Вода-вадзяныя ядзерныя рэактары выкарыстоўваюцца ў розных мэтах: на АЭС, транспарце (звычайна на атамных падлодках, буйных ваенных караблях, ледаколах), у навуковых даследаваннях, магчыма іх выкарыстоўваць для цэнтралізаванага цеплазабяспячэння (гл. атамная станцыя цеплазабяспячэння).

Найбольшае распаўсюджанне на атамных электрастанцыях атрымалі наступныя мадэлі:

• ВВЭР (СССР―Расія)
• PWR (Вестынгаўз, ЗША)
• EPR (AREVA, Францыя ― Германія)

Прынцып дзеяння

Схема работы энергетычнага вода-вадзянога атамнага рэактара. Цеплыня ад рэактара спачатку перадаецца вадзе першага контуру, потым — праз цеплаабменнік (парагенератар) — вадзе другога контуру. Пры гэтым ціск у другім контуры меншы за першы (адпаведна, і меншая тэмпература кіпення), таму вада ў ім не толькі награваецца, але і выпарваецца, пасля чаго атрыманая пара выкарыстоўваецца для атрымання энергіі.

У корпусе рэактара размешчаны цеплавыдзяляльныя зборкі, якія запоўнены цеплавыдзяляльнымі элементамі, у якіх размешчана ядзернае паліва. Вада праходзіць паміж імі і за кошт ядзернай энергіі награваецца. Пры гэтым вада выконвае роллю запавольніка нейтронаў (зніжае хуткасць нейтронаў да такой, пры якой яны могуць узаемадзейнічаць з атамамі паліва, пры гэтым кінетычная энергія нейтронаў пераходзіць у цеплавую), цепланосьбіта (адводзіць цеплавую энергію ад рэактара) і адбівальніка (не дае нейтронам пакінуць рэактар).

Вада ў рэактары можа знаходзіцца пад любым ціскам, у тым ліку і пры атмасферным. Але ў энергетычных вода-вадзяных рэактарах неабходна выкарыстоўваць ваду пад вялікім ціскам (такім, пры якім яе тэмпература кіпення большая за максімальную тэмпературу пары ў другім контуры, каб прадухіліць яе кіпенне).

Перавагі

• Адмоўны тэмпературны каэфіцыент рэактыўнасці: пры нечаканым павышэнні тэмпературы магутнасць рэактара пачынае падаць, а не павышацца.
• Пры перадачы цеплыні праз парагенератар вада першага контуру не кантактуе з другім, дзякуючы чаму вада і пар там з’яўляюцца нерадыеактыўнымі, што павялічвае бяспеку і змяншае выдаткі на будаўніцтва ахоўных збудаванняў у параўнанні з аднаконтурнымі схемамі АЭС.
• У якасці цепланосьбіта першага контуру вада мае перавагі перад іншымі рэчывамі: яна танная, мае добрыя фізічныя якасці, больш бяспечная.

Недахопы

• Рэактар павінен вытрымліваць вялікі ціск першага контуру.
• Неабходнасць парагенератара ўскладняе і падаражае канструкцыю.
• У большасці рэактараў нельга замяніць паліва падчас працы, для гэтага неабходна спыняць рэактар.