원자로 냉각수
Nuclear reactor coolant| 냉각수 | 녹는점 | 비등점 |
|---|---|---|
| 중수 154bar | 345 °C | |
| NaK 공정 | -11 °C | 785 °C |
| 나트륨 | 97.72 °C | 883 °C |
| FLiNaK | 454 °C | 1570 °C |
| FLiBe | 459 °C | 1430 °C |
| 이끌다 | 327.46 °C | 1749 °C |
| 납-비스무트 공정 | 123.5°C | 1670 °C |
원자로 냉각수는 원자로 노심의 열을 제거하여 발전기와 환경에 전달하는 데 사용되는 원자로 내의 냉각제이다.1차 냉각수 루프가 원자로에서 단기 방사능을 띠기 때문에 2개의 냉각수 루프가 사용되는 경우가 많다.
물.
현재 가동 중인 거의 모든 원전은 고압 상태의 일반 물을 냉각수 및 중성자 감속재로 사용하는 경수로이다.약 1/3은 1차 냉각수가 원자로 내부에서 증기로 상전이 일어나는 비등수형 원자로이다.약 2/3는 더 높은 압력의 가압수형 원자로이다.현재의 원자로는 액체와 기체의 구분이 사라지는 약 374°C와 218bar에서 임계점 아래에 머물러 열효율을 제한하지만 제안된 초임계수형 원자로는 이 지점 이상에서 작동할 것이다.
중수로는 일반 물과 성질은 같지만 중성자 포획량이 훨씬 낮아 더 철저한 중수소를 사용한다.
단점들
삼중수소 누출
수냉제의 수소 원자가 중성자의 충격을 받으면 중성자를 흡수해 중수소가 되고, 방사성 삼중수소가 되는 것도 있다.삼중수소로 오염된 물은 때때로 사고나 공식 [1]승인에 의해 지하수로 누출된다.
수소 폭발
연료봉은 물을 끓여 증기로 만드는 고온을 만든다.정전 시 워터 펌프에 비상 전력을 공급하는 디젤 발전기는 쓰나미, 지진 또는 두 가지 모두에 의해 손상될 수 있습니다. 연료봉을 냉각하기 위해 신선한 물을 펌핑하지 않으면 연료봉이 계속 가열됩니다.연료봉이 1200°C 이상에 도달하면 핵연료를 포함하는 지르코늄 튜브는 증기와 상호작용하여 물 분자에서 수소를 분리한다.이 수소는 원자로 노심과 격납용기의 균열로 인해 누출될 수 있다.후쿠시마 제1원전 1, 3, 4호기에서 발생한 것처럼 수소가 대기 중 농도 4% 이상 충분한 양으로 축적되면 폭발할 수 있다.
이 같은 폭발은 수소를 배출하기 위해 통로를 열어 방사성 수소가스를 [2]방출해 압력을 낮춘 2호기에서 피했다.
붕산수
붕산수는 가압수형 원자로(PWR)의 정상운전 시 냉각수로 사용되며, PWR과 비등수형 원자로(BWR)[3][4][5]의 비상노심냉각시스템(ECCS)에서도 냉각수로 사용된다.
이점
붕산 또는 붕산나트륨의 형태로 종종 물과 결합되는데, 붕소는 값싸고 풍부한 자원이다. 붕소는 원자로 노심으로부터 열을 제거하고 2차 [6]회로로 열을 전달하는 냉각수 역할을 한다.2차 회로의 일부는 터빈을 돌리고 전기를 생산하는 데 사용되는 증기 발생기입니다.붕산수는 또한 중성자 흡수 단면이 크기 때문에 중성자 독으로 작용하여 원자로의 핵분열 속도를 제어하는 데 도움이 되는 여분의 중성자를 흡수한다.따라서 냉각수의 붕소농도를 변화시킴으로써 원자로의 반응도를 쉽게 조절할 수 있다.즉, 냉각수에 붕산을 더 많이 용해시켜 붕소농도를 증가(보레이션)시키면 반응성이 저하된다.반대로 물을 더 넣어 붕소 농도를 낮추면(희석) 반응성이 [7]높아진다.
단점들
PWR 냉각제에서 삼중수소의 약 90%는 붕소-10과 중성자의 반응에 의해 생성된다.삼중수소 자체가 수소의 방사성 동위원소이기 때문에, 냉각수는 방사성 동위원소로 오염되고 환경으로 누출되지 않도록 해야 한다.또한 이 영향은 원자로 운전의 장기 주기에 대해 고려되어야 하며,[7] 따라서 냉각수의 붕소 초기 농도를 높여야 한다.
용해된 금속
고속 원자로는 높은 출력 밀도를 가지며 중성자 조절을 필요로 하지 않으며 피해야 한다.대부분은 용해된 나트륨을 사용한 액체 금속 냉각 원자로였다.납, 납-비스무트 공정 및 기타 금속도 제안되어 사용되었습니다.수은은 최초의 고속 원자로에 사용되었다.
용융염
녹은 소금은 고온에서도 낮은 증기압의 이점을 금속과 공유하고 나트륨보다 화학 반응이 덜합니다.FLiBe와 같은 가벼운 원소를 함유한 소금도 절제를 제공할 수 있습니다.용융염 원자로 실험에서는 핵연료를 운반하는 용매 역할까지 했다.
가스
가스는 냉각제로도 사용되었습니다.헬륨은 화학적으로나 핵반응에 관해서나 매우 불활성이지만 열용량은 낮습니다.
탄화수소
유기 감속 및 냉각 원자로는 탄화수소를 냉각수로 사용한 초기 개념이었다.그들은 성공하지 못했다.
레퍼런스
- ^ "as the result of routine, approved releases;from google (why tritium leak) result 2".
- ^ "Partial Meltdowns Led to Hydrogen Explosions at Fukushima Nuclear Power Plant;from google (fukushima hydrogen explosion) result 1".
- ^ "Pressurized Water Reactor Systems" (PDF). USNRC Technical Training Center. Retrieved March 12, 2019.
- ^ Aaltonen1, Hanninen2, P.1, H.2. "Water Chemistry and Behavior of Materials in PWRs and BWRs" (PDF). VTT Manufacturing Technology. Retrieved March 12, 2019.
- ^ Buongiorno, Jacopo. "Nuclear Safety" (PDF). MIT OpenCourseWare. Retrieved March 12, 2019.
- ^ "Borated Water" (PDF). Columbus Chemical Industries. Retrieved March 12, 2019.
- ^ a b Monterrosa, Anthony (May 5, 2012). "Boron Use and Control in PWRs and FHRs" (PDF). Department of Nuclear Engineering, University of California, Berkeley. Retrieved March 12, 2019.
- 고속 원자로 냉각수로서의 나트륨, Thomas Fanning, ANL 나트륨은 납 및 헬륨에 유리하게 비교됩니다.
외부 링크
Wikimedia Commons의 원자로 냉각제 관련 매체
