reactores nucleares

Os diferentes tipos de reatores nucleares: Princípio de funcionamento.

Palavras-chave: reator, nucleares, explicação operação, PWR, EPR, ITER, fusão quente.

Introdução

A primeira geração de reatores incluem reatores desenvolvido em 50-70 anos em particular, as do sector da grafite de gás natural de urânio (GCR) em França e morrer "Magnox" no Reino Unido.

La segunda geração (anos 70-90) vê a implantação de reatores de água (o reatores água pressurizada para a França e água fervente como na Alemanha e no Japão), que constituem hoje mais do que 85% das plantas de energia no mundo, mas também reatores de água projeto russo (VVER 1000) e reatores de água pesada canadenses do Candu.

La terceira geração está pronto para ser construído, assumindo a partir do segundo reactor geração, se oEPR (Pressurized Reactor Europeu água) reactor ou cabos de aço para 1000 modelos de água propostos pela Framatome ANP (uma subsidiária da Areva e Siemens) ou os fervente reactor AP 1000 desenhado por Westinghouse.

La quarta geração, As primeiras aplicações industriais poderia intervir 2040 o horizonte, está a ser estudado.

1) Os reatores de água pressurizada (PWR)

circuito primário: para extrair o calor

O urânio, levemente "enriquecido" em sua variedade - ou "isótopo" - 235, é embalado na forma de pequenos grânulos. Estes são empilhados em invólucros de metal impermeáveis ​​montados em conjuntos. Colocados em um tanque de aço cheio de água, esses conjuntos formam o coração do reator. Eles são a sede da reação em cadeia, que os leva a altas temperaturas. A água no tanque esquenta com o contato (acima de 300 ° C). É mantido sob pressão, o que evita que ferva, e circula em um circuito fechado denominado circuito primário.

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circuito secundário para produzir vapor

A água do circuito primário transmite seu calor para a água que circula em outro circuito fechado: o circuito secundário. Essa troca de calor ocorre por meio de um gerador de vapor. Em contato com os tubos pelos quais passa a água do circuito primário, a água do circuito secundário se aquece e se transforma em vapor. Este vapor gira a turbina que move o alternador que produz eletricidade. Após passar pela turbina, o vapor é resfriado, transformado novamente em água e devolvido ao gerador de vapor para um novo ciclo.

Sistema de refrigeração: para condensar o vapor e dissipar o calor

Para que o sistema opere continuamente, ele deve ser resfriado. Esse é o propósito de um terceiro circuito independente dos outros dois, o circuito de resfriamento. Sua função é condensar o vapor que sai da turbina. Para isso, é instalado um condensador, dispositivo formado por milhares de tubos por onde circula água fria retirada de uma fonte externa: rio ou mar, e em contato com esses tubos o vapor se condensa para se transformar em água. Já a água do condensador é rejeitada, levemente aquecida, na fonte de onde provém. Se a vazão do rio for muito baixa, ou se quisermos limitar seu aquecimento, usamos torres de resfriamento ou resfriadores de ar. A água aquecida proveniente do condensador, distribuída na base da torre, é resfriada pelo fluxo de ar que sobe na torre. A maior parte dessa água retorna para o condensador, uma pequena parte evapora para a atmosfera, causando essas plumas brancas características das usinas nucleares.

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2) O reator de água pressurizada EPR Europeia

Este projeto de um novo reator franco-alemão não apresenta nenhum grande avanço tecnológico em relação ao PWR, apenas traz elementos significativos de progresso. Deve cumprir os objetivos de segurança definidos pela Autoridade de Segurança Francesa, o DSIN e a Autoridade de Segurança Alemã, com o apoio técnico do IPSN (Instituto de Proteção e Segurança Nuclear) e do GRS, seu homólogo alemão. . Esta adaptação de regras de segurança comuns incentiva o surgimento de referências internacionais. O projecto, de forma a poder cumprir especificações alargadas a várias concessionárias europeias, incorpora três ambições:

- Cumprir os objetivos de segurança definidos de forma harmonizada a nível internacional. A segurança deve ser significativamente melhorada desde o estágio de projeto, em particular reduzindo a probabilidade de derretimento do núcleo por um fator de 10, limitando as consequências radiológicas de acidentes e simplificando a operação.

- manter a competitividade, nomeadamente aumentando a disponibilidade e vida útil dos componentes principais

- reduzir as emissões e resíduos gerados durante a operação normal, e buscar uma forte capacidade de reciclar plutónio.

levemente mais poderoso (MW 1600) Que a segunda geração de reatores (de 900 1450 em MW) EPR também se beneficiam com os mais recentes avanços na investigação no domínio da segurança reduz o risco de um acidente grave ocorre. Especialmente porque os seus sistemas de segurança serão reforçados e que o EPR terá um "cinzeiro" gigante. Este novo dispositivo colocado sob o coração do reactor, arrefecida por uma fonte independente de água e impedir o cório (mistura de combustível e materiais), formada numa fusão acidental hipotética do coração de um reactor nuclear, s escapar.

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O EPR também terá um melhor eficiência de conversão de calor em eletricidade. Vai ser mais econômico, com um ganho de cerca de 10% sobre o preço por kWh: o uso de um "coração 100% MOX" irá extrair mais energia a partir da mesma quantidade de material e reciclar plutônio.

3) A termonuclear experimental reactor de fusão ITER

A mistura combustível de deutério-trítio é injetada em uma câmara onde, graças a um sistema de contenção, se transforma em plasma e queima. Ao fazer isso, o reator produz cinzas (átomos de hélio) e energia na forma de partículas rápidas ou radiação. A energia produzida na forma de partículas e radiação é absorvida em um determinado componente, a “primeira parede”, que, como o nome sugere, é o primeiro elemento material encontrado além do plasma. A energia que aparece na forma de energia cinética dos nêutrons é, por sua vez, convertida em calor na manta de trítio, um elemento além da primeira parede, mas mesmo assim dentro da câmara de vácuo. A câmara de vácuo é o componente que fecha o espaço onde ocorre a reação de fusão. A primeira parede, a tampa e a câmara de vácuo são obviamente resfriadas por um sistema de extração de calor. O calor é usado para produzir vapor e alimentar uma turbina convencional e um conjunto alternador que produz eletricidade.

Fonte: Origem: Embaixada da França na Alemanha - 4 páginas - 4/11/2004

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