Система охлаждения на АЭС

Главная задача ядерного реактора заключается в том, чтобы разделить атомы радиоактивного вещества в ходе контролируемой ядерной реакции и использовать высвободившуюся энергию для производства электроэнергии. На протяжении последних 50 лет в разное время к ним относились либо как к спасительному чуду, либо как к смертельной угрозе.
Когда был запущен первый ядерный реактор в 1956 году в США, называли ядерную энергию – энергией будущего, и полагали, что скоро электричество станет на столько дешевым, что его перестанут считать. К текущему моменту по всему миру запущено 442 атомных реактора, которые производят около 14% всей электроэнергии. Еще на заре футуристы предсказывали, что скоро появятся автомобили с небольшими ядерными реакторами.
Однако спустя несколько десятилетий оптимизм вокруг будущего ядерной энергии заметно поубавился. Этому предшествовал ряд крупных аварий на АЭС и Чернобыльская катастрофа в 1986 году. В 90-х годах во всем мире возникла волна недовольства по поводу использования энергии атома. Некоторые специалисты предлагали существенно сократить число АЭС, а некоторые вовсе от нее отказаться. Этому также способствовала проблема утилизации ядерных отходов. Протесты в Западной Европе по поводу их транспортировки и хранения не утихают и по сей день.

Атомные реакторы применяют для множества различных целей. Физическую научно-исследовательскую лабораторию в большей степени интересует свойство реактора создавать внутри него плотный поток нейтронов. Получаемые нейтроны могут быть использованы для проведения экспериментов в области ядерной физики или для бомбардировки мишеней с целью образования радиоактивных изотопов, также необходимых для исследовательских, медицинских и промышленных нужд. В этом смысле колоссальная энергия, рассеиваемая в виде тепла, представляет собой помеху, которая должна быть устранена с помощью определенных типов систем охлаждения реактора. С другой стороны, когда реакторы используют для получения электричества, продуцируемое ими тепло имеет огромную ценность. Здесь реальным недостатком является нежелательная радиоактивность реактора, в связи с чем последний должен быть тщательно герметизирован и хорошо экранирован.
В энергетическом ядерном реакторе огромное количество продуцируемого в активной зоне тепла должно постоянно отводиться в виде водяного пара и поступать на турбины, вращающие электрогенераторы. Это происходит одним из двух способов.
В реакторах с активной зоной, или замедлителем, выполненной из графита, избыточное тепло удаляет газ, проходящий сквозь эту зону. С другой стороны, в реакторах, где в качестве замедлителя использована легкая или тяжелая вода, удалять тепло из активной зоны можно принудительной циркуляцией воды. Вне зависимости от того, используется для охлаждения вода или газ, метод теплоотвода обязательно должен быть как адекватным, так и непрерывным, иначе активная зона и топливные контейнеры могут расплавиться и произойдет утечка большого количества радиоактивных веществ. В равной степени важно, чтобы система контроля за интенсивностью теплоотвода была чувствительной и эффективной, и скорость выделения тепла, даже на небольшой период времени, не превышала охлаждающей способности системы теплоотвода. Реактор можно остановить в случае подозрения на...