Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Nüvə reaktoru — enerji ayrılması ilə müşahidə olunan, idarəolunan özütənzimlənən zəncirvari parçalanma reaksiyasının təşkili üçün nəzrdə tutulan qurğudur. Dünyada geniş yayılmış nüvə reaktorları uran və plutoniumun parçalanması sayəsində yaranan istilikdən istifadə edərək elektrik enerjisi əldə olunur. Elmi-tədqiqat reaktorları isə materialların araşdırılması üçün sərbəst neytronların və ya tibb üçün xüsusi yaradılmasında tətbiq tapır.
Tarixi
İmperator Vilehelmin dövründə Almaniyada "Uran layihəsi" nasistlərin dövründə də davam etdirilir və onun rəhbərliyi formal olaraq Vaytsekkere tapşırılır. İşi isə əslində zəncirvari reaksiyanın nəzəri əsaslarını qoyan Heyzenberq görür. Vaytsekker qrup işçiləri ilə ilk nüvə reaktorunun yaradılması ilə məşğul olur. 1940-cı ildə qrupun üzvü Hartek ilk dəfə olaraq uran oksidi və bərk qrafit yavaşıdıcısının tətbiqi ilə ilk dəfə olaraq zəncivari reaksiya sınağını aparır. Ancaq onun əlində olan material nəticə almağa kifayət etmir. 1942-ci ildə Leypsiq universitetində həmin qrupun iştirakçısı olan Döpel tərəfindən sınaq stendi hazırlanr və 1942-ci idə bu stenddə külli miqdarda neytronların əldə olunması mümkün olur. 1945-ci ildə alman mütəxəssislərinə tam zəncirvari reaksiyanın aparılması nəsib olur.
Nüvənin zənciravri parçalanma reaksiyası ilk dəfə olaraq 1942-ci ildə Çikaqo universitetinin bir qrup fizikaçıları tərəfindən E. Ferminin rəhbərliyi altında icra edilir. Onlar ilk dəfə olaraq "Çikaqo dəsti" (ÇD-1) adlanan nüvə reaktorunu düzəldirlər. O qrafit bloklardan ibarət olub, arasında təbii uran və onun oksidindən ibarət kürələr yerləşdirilmişdir. 235U nüvəsinin parçalanmasından sonra sürətli neytronlar qrafitlə istilik enerjisinə qədər yavaşıdılır, sonra isə nüvənin yenidən parçalanmasını şərtləndirir. Əsas parçalanması enerji təsirinin altında baş verən ÇD-1 tipli reaktorlar "istilik neytronlu reaktorlar" adlanır. Nüvə yanacağndan fərqli olaraq onun tərkibinə çoxlu miqdarda yavaşıdıcı daxildir.
SSRİ-də reaktorların işəsalma özəllikləri, işləməsi və nəzarətinin nəzəri və praktiki tədqiqatı akademik İqor Kurçatovun rəhbərliyi altında bir qrup fizik və mühəndislər tərəfindən həyata keçirilimişdir. İlk sovet reaktoru 1946-cı ildə F-1 SSRİ EA-nın 2 №-li laboratoriyasında qurulmuşdur. F-1 reaktoru qrafit bloklardan və diametri 7,5 m olan kürələrdn hazırlanmışdır. Kürənin mərkəzində diametri m olan deşiklərdə uran çubuqlar yerləşir. F-1 və ÇD-1 reaktorlarında soyuducu sistemlər yox idi, ona görə də onlar çox aşağı gücə malik idilər (maksimal 20 Vt). F-1 reaktorunda aparılan tədqiqatlar sənaye üçün daha mürəkkəb qurğuların işlənməsi üçün əsas olmuşdur. 1948-ci ildə plutonium istehsalı üçün İ-1 reaktoru, 27 iyun 1954-cü ildə isə Obninsk (Rusiya) şəhərində gücü 5 MVt olan, dünyada ilk atom elektrik stansiyası işə salınır.
İşləmə prinsipi
1 — İdarəedici çubuq;
2 — Radiasiya müdafiəsi;
3 — İstilik izolyasiyası;
4 — Neytron yavaşıdıcısı;
5 — Nüvə yanacağı;
6 — İstilik daşıyıcısı.
Maddə çevrilməsi zamanı sərbəst enerji o vaxt ayrılır ki, maddə də izafi enerji olsun. Bu o deməkdir ki, maddənin hissəcikləri sükunət halında başqa mümkün hallara nisbətən daha çoxdur. Sərbəst hal dəyişikliyinə energetik sədd maneçilik törədir, bunu aşmaq üçün zərrəcik xaricdən müəyyən miqdarda enerji (həyanlandırıcı enerji) almalıdır. Ekzoenergetik reaksiya o deməkdir ki, çevrilməyə həyacanlanma zamanı daha çox enerji ayrılır, nəinki, prosesin həyacanlanmasında. Enerji səddini keçmək üçün iki üsul tətbiq olunur: zərrəciklərdən yaranan kinetik enerji və ya zərrəcikləri əlaqələndirən rabitə enerjisi.
Əgər enerji ayrılmasına makroskopik müstəvidə baxsaq, onda kinetik enerji reaksiyasını həyacanlandırmaq üçün zərrəcik əvvəlcədən müəyən həddə enerjiyə malik olmalıdır. Bu isə yalnız ətraf mühitin temperaturunun yüksəldilməsi hesabına mümkündür. Molekulyar çevrilmələrdə, bir sözlə kimyəvi reaksiyalarda, belə yüksəltmə adətən yüzlərlə kelvin təşkil edir. İstilik həyacanlandırılması praktikada yalnız kulon səddi kiçik olan ən yüngül nüvələrin sintezi zamanı tətbiq olunur.
Birləşən zərrəciklərin həyacanlanması böyük kinetik enerji tələb etmir və uyğun olaraq ətraf mühitin temperaturundan asılı olmur, çünki burada həyacanlanma istifadə olunmamış əlaqələrin hesabına baş verir. Ancaq reaksiyanı həyacanlandırmaq üçün zərrəciklərin özləri lazımdır. Əgər ayrıca akt yox, reaksiya zamanı makroskopik həddə enerji ayrılması nəzərdə tutulsa, onda zəncirvari reaksiyaya ehtiyac yaranır. Həyacanlanmış reaksiyada zərrəciklər energetik reaksiya məhsulu kimi yenidən yaranırlar.
Konstruksiyası
İstənilən nüvə reaktoru aşağıdakı hissələrdən ibarətdir:
- Nüvə yanacağı və yavaşılaşıdırıcının daxil olduğu aktiv zona;
- Aktiv zonanı əhatə edən neytronları əksetdirən qurğu;
- İstilik daşıyıcısı;
- Zəncirvari reaksiyanı nəzarət edən, həmçinin qəzadan qoruma sistemi,
- Radiasiya müdafiəsi,
- Uzaqdan idarəetmə sistemi.
Fiziki işləmə prinsipi
Nüvə reaktorunun aktual vəziyyətini neytronların parçalanma əmsalı k və ya reaktivlik əmsalı ρ ilə aşağıdakı şəkildə effektiv səciyyələndirmək olar:
Bu kəmiyyətlər üçün aşağıdakı qiymətlər səciyyəvidir:
- k > 1 — zəncirvari reaksiya artan xətt üzrə gedir, reaktorun vəziyyəti kritikdən yuxarıdır, onun reaktivliyi ρ > 0;
- k < 1 — reaksiya sönür, reaktor — kritikdən aşağıdadır, ρ < 0;
- k = 1, ρ = 0 — nüvələrin parçalanması sabitdir, reaktor stabil olaraq kritik vəziyyətdədir.
Nüvə reaktorunun kritik həddini göstərən şərt:
![image]()
, где
![image]()
reaktorda yaranan neytronların payı,- k0 — sonsuz ölçülü aktiv zonada neytronların çoxalması əmsalı.
Parçalanma əmsalının vahidə bərabər qiyməti neytronların çoxalması ilə itkiləri arasında balansın yaradılması hesabına əldə olunur. İtkinin səbəbi ikidir: parçalanma olmadan tutma və neytronların parçalanma mühitindən kənara sızması.
İdraəolunan nüvənin parçalanmasında zəncirvari reaksiyanın reallaşdırılması müyyən şəaitdə baş tutur. Yanacağın nüvəsinin parçalanması zamani ani neytronlar və gecikmiş neytronlar əmələ gəlir. Ani neytronların həyatı çox qısadır, buna görə də, reaktoru idarə edən müasir sistemlər və vasitələr lazımı çoxalma əmsalını yalnız ani neytronların hesabına təmin edə bilmir. Neytronların gecikmə müddəti 0,1–10 saniyə arasındadır. Gecikən neytronların müəyyən hayat müddəti hesabına idarəetmə sistemi udan içlikləri hərəkət etdirməyə imkan tapır, bununla neytronlarn lazımi parçalanma əmsalını təmin edir.
Reaktorun idarə olunması
Reaktoru idarə etmək üçün uducu (absorbsiya) çubuqlardan istifadə olunur. O neytronları güclü şəkildə udabilən materiallardan (əsasən: Cd, B və s.) və ya bor turşusunun məhlulundan hazırlanır və aktiv zonaya daxil edilir. Çubuqların hərəkəti xüsusi operatordan və ya neytron axınını avtomatik idarəedən apparatlardan gələn siqnallarla tənzim olunan mexanizmlərin köməyi ilə idarə olunur.
Qəza halları üçün hər bir reaktorda zəncirvari reaksiyanı təcili söndürmə nəzərdə tutulur. Bu aktiv zonaya bütün uducu çubuqların atılması ilə həyata keçirilir.
Mənbə
- Левин В. Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. 4-е изд. — М.: Атомиздат, 1979.
- Glasstone, S., Edlund, M., C. The Elements of Nuclear Reactor Theory. Van Nostrand, New York, 1966
- Ziegler, A., Allelein H.-J. (Hrsg.): Reaktortechnik: Physikalisch-technische Grundlagen. 2. Auflage, Springer-Vieweg 2013,
- Smidt, D. Reaktortechnik. 2 Bände, Karlsruhe 1976,
wikipedia, oxu, kitab, kitabxana, axtar, tap, meqaleler, kitablar, oyrenmek, wiki, bilgi, tarix, tarixi, endir, indir, yukle, izlə, izle, mobil, telefon ucun, azeri, azəri, azerbaycanca, azərbaycanca, sayt, yüklə, pulsuz, pulsuz yüklə, haqqında, haqqinda, məlumat, melumat, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, şəkil, muisiqi, mahnı, kino, film, kitab, oyun, oyunlar, android, ios, apple, samsung, iphone, pc, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, web, computer, komputer
Nuve reaktoru enerji ayrilmasi ile musahide olunan idareolunan ozutenzimlenen zencirvari parcalanma reaksiyasinin teskili ucun nezrde tutulan qurgudur Dunyada genis yayilmis nuve reaktorlari uran ve plutoniumun parcalanmasi sayesinde yaranan istilikden istifade ederek elektrik enerjisi elde olunur Elmi tedqiqat reaktorlari ise materiallarin arasdirilmasi ucun serbest neytronlarin ve ya tibb ucun xususi yaradilmasinda tetbiq tapir Eksperimental reaktorun aktiv zonasiTarixiImperator Vilehelmin dovrunde Almaniyada Uran layihesi nasistlerin dovrunde de davam etdirilir ve onun rehberliyi formal olaraq Vaytsekkere tapsirilir Isi ise eslinde zencirvari reaksiyanin nezeri esaslarini qoyan Heyzenberq gorur Vaytsekker qrup iscileri ile ilk nuve reaktorunun yaradilmasi ile mesgul olur 1940 ci ilde qrupun uzvu Hartek ilk defe olaraq uran oksidi ve berk qrafit yavasidicisinin tetbiqi ile ilk defe olaraq zencivari reaksiya sinagini aparir Ancaq onun elinde olan material netice almaga kifayet etmir 1942 ci ilde Leypsiq universitetinde hemin qrupun istirakcisi olan Dopel terefinden sinaq stendi hazirlanr ve 1942 ci ide bu stendde kulli miqdarda neytronlarin elde olunmasi mumkun olur 1945 ci ilde alman mutexessislerine tam zencirvari reaksiyanin aparilmasi nesib olur Nuvenin zenciravri parcalanma reaksiyasi ilk defe olaraq 1942 ci ilde Cikaqo universitetinin bir qrup fizikacilari terefinden E Ferminin rehberliyi altinda icra edilir Onlar ilk defe olaraq Cikaqo desti CD 1 adlanan nuve reaktorunu duzeldirler O qrafit bloklardan ibaret olub arasinda tebii uran ve onun oksidinden ibaret kureler yerlesdirilmisdir 235U nuvesinin parcalanmasindan sonra suretli neytronlar qrafitle istilik enerjisine qeder yavasidilir sonra ise nuvenin yeniden parcalanmasini sertlendirir Esas parcalanmasi enerji tesirinin altinda bas veren CD 1 tipli reaktorlar istilik neytronlu reaktorlar adlanir Nuve yanacagndan ferqli olaraq onun terkibine coxlu miqdarda yavasidici daxildir SSRI de reaktorlarin isesalma ozellikleri islemesi ve nezaretinin nezeri ve praktiki tedqiqati akademik Iqor Kurcatovun rehberliyi altinda bir qrup fizik ve muhendisler terefinden heyata kecirilimisdir Ilk sovet reaktoru 1946 ci ilde F 1 SSRI EA nin 2 li laboratoriyasinda qurulmusdur F 1 reaktoru qrafit bloklardan ve diametri 7 5 m olan kurelerdn hazirlanmisdir Kurenin merkezinde diametri m olan desiklerde uran cubuqlar yerlesir F 1 ve CD 1 reaktorlarinda soyuducu sistemler yox idi ona gore de onlar cox asagi guce malik idiler maksimal 20 Vt F 1 reaktorunda aparilan tedqiqatlar senaye ucun daha murekkeb qurgularin islenmesi ucun esas olmusdur 1948 ci ilde plutonium istehsali ucun I 1 reaktoru 27 iyun 1954 cu ilde ise Obninsk Rusiya seherinde gucu 5 MVt olan dunyada ilk atom elektrik stansiyasi ise salinir Isleme prinsipiIstilik neytronlarina esaslanan heterogen nuve reaktorunun sxematik tesviri 1 Idareedici cubuq 2 Radiasiya mudafiesi 3 Istilik izolyasiyasi 4 Neytron yavasidicisi 5 Nuve yanacagi 6 Istilik dasiyicisi Madde cevrilmesi zamani serbest enerji o vaxt ayrilir ki madde de izafi enerji olsun Bu o demekdir ki maddenin hissecikleri sukunet halinda basqa mumkun hallara nisbeten daha coxdur Serbest hal deyisikliyine energetik sedd manecilik toredir bunu asmaq ucun zerrecik xaricden mueyyen miqdarda enerji heyanlandirici enerji almalidir Ekzoenergetik reaksiya o demekdir ki cevrilmeye heyacanlanma zamani daha cox enerji ayrilir neinki prosesin heyacanlanmasinda Enerji seddini kecmek ucun iki usul tetbiq olunur zerreciklerden yaranan kinetik enerji ve ya zerrecikleri elaqelendiren rabite enerjisi Eger enerji ayrilmasina makroskopik mustevide baxsaq onda kinetik enerji reaksiyasini heyacanlandirmaq ucun zerrecik evvelceden mueyen hedde enerjiye malik olmalidir Bu ise yalniz etraf muhitin temperaturunun yukseldilmesi hesabina mumkundur Molekulyar cevrilmelerde bir sozle kimyevi reaksiyalarda bele yukseltme adeten yuzlerle kelvin teskil edir Istilik heyacanlandirilmasi praktikada yalniz kulon seddi kicik olan en yungul nuvelerin sintezi zamani tetbiq olunur Birlesen zerreciklerin heyacanlanmasi boyuk kinetik enerji teleb etmir ve uygun olaraq etraf muhitin temperaturundan asili olmur cunki burada heyacanlanma istifade olunmamis elaqelerin hesabina bas verir Ancaq reaksiyani heyacanlandirmaq ucun zerreciklerin ozleri lazimdir Eger ayrica akt yox reaksiya zamani makroskopik hedde enerji ayrilmasi nezerde tutulsa onda zencirvari reaksiyaya ehtiyac yaranir Heyacanlanmis reaksiyada zerrecikler energetik reaksiya mehsulu kimi yeniden yaranirlar Konstruksiyasi Istenilen nuve reaktoru asagidaki hisselerden ibaretdir Nuve yanacagi ve yavasilasidiricinin daxil oldugu aktiv zona Aktiv zonani ehate eden neytronlari eksetdiren qurgu Istilik dasiyicisi Zencirvari reaksiyani nezaret eden hemcinin qezadan qoruma sistemi Radiasiya mudafiesi Uzaqdan idareetme sistemi Fiziki isleme prinsipi Nuve reaktorunun aktual veziyyetini neytronlarin parcalanma emsali k ve ya reaktivlik emsali r ile asagidaki sekilde effektiv seciyyelendirmek olar r k 1k displaystyle rho k 1 over k Bu kemiyyetler ucun asagidaki qiymetler seciyyevidir k gt 1 zencirvari reaksiya artan xett uzre gedir reaktorun veziyyeti kritikden yuxaridir onun reaktivliyi r gt 0 k lt 1 reaksiya sonur reaktor kritikden asagidadir r lt 0 k 1 r 0 nuvelerin parcalanmasi sabitdir reaktor stabil olaraq kritik veziyyetdedir Nuve reaktorunun kritik heddini gosteren sert k k0w 1 displaystyle k k 0 w 1 gdew displaystyle w reaktorda yaranan neytronlarin payi k0 sonsuz olculu aktiv zonada neytronlarin coxalmasi emsali Parcalanma emsalinin vahide beraber qiymeti neytronlarin coxalmasi ile itkileri arasinda balansin yaradilmasi hesabina elde olunur Itkinin sebebi ikidir parcalanma olmadan tutma ve neytronlarin parcalanma muhitinden kenara sizmasi Idraeolunan nuvenin parcalanmasinda zencirvari reaksiyanin reallasdirilmasi muyyen seaitde bas tutur Yanacagin nuvesinin parcalanmasi zamani ani neytronlar ve gecikmis neytronlar emele gelir Ani neytronlarin heyati cox qisadir buna gore de reaktoru idare eden muasir sistemler ve vasiteler lazimi coxalma emsalini yalniz ani neytronlarin hesabina temin ede bilmir Neytronlarin gecikme muddeti 0 1 10 saniye arasindadir Geciken neytronlarin mueyyen hayat muddeti hesabina idareetme sistemi udan iclikleri hereket etdirmeye imkan tapir bununla neytronlarn lazimi parcalanma emsalini temin edir Reaktorun idare olunmasiReaktoru idare etmek ucun uducu absorbsiya cubuqlardan istifade olunur O neytronlari guclu sekilde udabilen materiallardan esasen Cd B ve s ve ya bor tursusunun mehlulundan hazirlanir ve aktiv zonaya daxil edilir Cubuqlarin hereketi xususi operatordan ve ya neytron axinini avtomatik idareeden apparatlardan gelen siqnallarla tenzim olunan mexanizmlerin komeyi ile idare olunur Qeza hallari ucun her bir reaktorda zencirvari reaksiyani tecili sondurme nezerde tutulur Bu aktiv zonaya butun uducu cubuqlarin atilmasi ile heyata kecirilir MenbeLevin V E Yadernaya fizika i yadernye reaktory 4 e izd M Atomizdat 1979 Glasstone S Edlund M C The Elements of Nuclear Reactor Theory Van Nostrand New York 1966 Ziegler A Allelein H J Hrsg Reaktortechnik Physikalisch technische Grundlagen 2 Auflage Springer Vieweg 2013 ISBN 978 3 642 33845 8 Smidt D Reaktortechnik 2 Bande Karlsruhe 1976 ISBN 3 7650 2018 4