Niezbędne informacje, a telefony komórkowe

W telefonach komórkowych znajduje się, że elementy paliwowe reaktorów zawierają materiał rozszczepialny w postaci pastylek umieszczonych w cienkościennych rurkach o średnicy 8 ÷ 12 mm, wykonanych z materiału słabo pochłaniającego neutrony. Rurkę, oddzielającą pastylki paliwa od czynnika chłodzącego, nazywa się koszulką. Materiał na koszulki powinien być nieprzepuszczalny dla produktów rozszczepienia, odporny na rozszczepienia radiacyjne, wytrzymały mechanicznie, a ponad to powinien mieć dobrą przewodność cieplną. Powinien być także odporny na korozję oraz nie wchodzić w reakcje z paliwem i chłodziwem. Wymagania te spełniają: cyrkon i jego stopy oznaczane symbolami Zircaloy 2 i Zircaloy 4, stopy magnezu (Magnoks) oraz stal austeniczna o dużej zawartości niklu.

Koszulki paliwowe stanowią pierwszą barierę uniemożliwiającą wydostanie się na zewnątrz promieniotwórczych produktów rozszczepienia, dlatego bardzo istotny jest dobór materiałów i rozwiązanie konstrukcyjne koszulek – telefony komórkowe mogą to ukazać dzięki pobranym aplikacjom. Elementy paliwowe mają długości dochodzące do kilku metrów, dlatego ze względów konstrukcyjnych oraz w celu ułatwienia manipulacji paliwem, są one zgrupowane w liczbie od kilkudziesięciu do kilkuset prętów, w sztywnym pojemniku, tzw. kasecie paliwowej. Zestaw kilkuset kaset o przekroju najczęściej sześciokątnym lub kwadratowym tworzy rdzeń reaktora. Między elementami paliwowymi w kasecie lub między kasetami znajdują się kanały dla przepływu czynnika chłodzącego. W części kaset są umieszczone ruchome (dające się wysuwać) zestawy prętów sterujących i regulujących. Są one regulowane urządzeniami sterującymi, które umożliwiają oddziaływanie na wartość strumienia neutronów i tym samym na moc cieplną reaktora. Pręty regulacyjne wykonane są z materiałów silnie pochłaniających neutrony. Są to bor, kadm, ind, hafn i ich związki. Zadaniem moderatora jest zmniejszenie energii neutronów do energii termicznej. Jest to niezbędne do prawidłowej pracy reaktora. Najbardziej spowalniają neutrony: zwykła (lekka) woda, ciężka woda i grafit. Woda jest bardzo dobrym moderatorem. Posiada ona jednak stosunkowo duży przekrój czynny na absorpcję neutronów termicznych, dlatego wymaga to stosowania paliwa lekko wzbogaconego. Ciężka woda jest najlepszym z moderatorów, ponieważ posiada ona bardzo mały przekrój czynny na pochłanianie neutronów termicznych. To pozwala na uzyskanie warunku krytycznego już na uranie naturalnym, bez potrzeby jego wzbogacania. Grafit posiada gorsze własności spowalniające niż ciężka woda, ale lepsze niż zwykła. Jest znacznie odporniejszy na wysoką temperaturę, dzięki czemu znalazł zastosowanie w reaktorach chłodzonych gazem. Ze względu na jego zdolność do absorpcji neutronów i fakt, że jego właściwości pogarszają się w wyniku napromieniowania, powoli odchodzi się od tego rodzaju moderatora. Rdzeń reaktora otoczony jest reflektorem. Jego zadaniem jest zawracanie części neutronów opuszczających rdzeń z powrotem do rdzenia. Polepsza on bilans neutronów, umożliwiając zmniejszenie wymiarów krytycznych reaktora. Reflektor najczęściej wykonany jest z tego samego materiału, co moderator. Układ chłodzenia odprowadza wytworzone w rdzeniu ciepło poprzez chłodziwo krążące w obiegu zamkniętym między reaktorem a odbiornikiem ciepła. Chłodziwo powinno charakteryzować się: dobrą przewodnością cieplną, dużą wartością ciepła właściwego, brakiem toksyczności oraz stałymi właściwościami fizykochemicznymi w szerokim zakresie zmian temperatury. Najczęstszym stosowanym chłodziwem w reaktorach jest woda, która spełnia większość wymogów, a ponadto jest łatwa do pozyskania, a jej koszt jest niski. Główny koszt to oczyszczenie jej z zanieczyszczeń. Poważną wadą wody jako chłodziwa jest jej silne oddziaływanie korozyjne zwłaszcza w wysokich temperaturach. Rzadziej stosowanym chłodziwem jest gaz. Jest to chłodziwo stosowane w reaktorach starszego typu. Jego zastosowanie pozwala zwiększyć temperaturę chłodziwa na wylocie z rdzenia reaktora bez potrzeby zwiększania ciśnienia. To umożliwia pracę reaktora z bardzo wysoką temperaturą chłodziwa przy umiarkowanym ciśnieniu. Wadą gazowych chłodziw są niekorzystne właściwości cieplne gazu. Wymagają one dużych powierzchni wymiany i tym samym dużych wymiarów samego reaktora. Ciężka woda jako chłodziwo stosowana jest tylko w reaktorach CANDU. W reaktorach prędkich zachodzi potrzeba stosowania chłodziwa o jak najmniejszych właściwościach spowalniających. Reaktory termiczne posiadają w swojej budowie trzy bariery ochronne. Pierwszą jest ochrona termiczna, której zadaniem jest chronić zbiornik reaktora przed nadmiernymi naprężeniami termicznymi. Jest ona zbudowana z jednej lub dwóch warstw stali nierdzewnej z dodatkiem ok. 3% boru. Barierę dla promieniotwórczych produktów rozszczepienia stanowi sam zbiornik reaktora. Jego podstawowe zadanie sprowadza się do odizolowania rdzenia reaktora oraz chłodziwa od otoczenia. W przeciwieństwie do reaktorów termicznych, w których większość rozszczepień jest wywołana przez neutrony termiczne, które są spowolnione w moderatorze, a następnie w reaktorach prędkich większość takich to procesów rozszczepienia paliwa jądrowego wywołana jest przez neutrony prędkie, tj. Mające energię powyżej 0. 1 MeV. Jak wiadomo, średnia energia neutronów uwalnianych w procesie rozszczepienia wynosi ok. 2MeV. Reaktory prędkie w takiej to sytuacji działają bez moderatora, a rdzeń reaktora ma wymiary znacznie mniejsze od wymiarów rdzenia reaktora termicznego. Brak moderatora i duża gęstość stawiają wysokie wymagania dla chłodziwa reaktora. Reaktory te nie posiadają zupełnie moderatora. Rdzeń tego reaktora jest o wiele mniejszy niż rdzeń reaktora termicznego. Paliwami w takich reaktorach są paliwa wysoko wzbogacone lub izotopy rozszczepialne. Ukazuje się, że dzięki telefonom komórkowym możemy zdobyć takie niezbędne informacje.

Ten wpis został opublikowany w kategorii Porady, Smartfony, Telefony komórkowe i oznaczony tagami , , . Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.