Tóm tắt nội dung
1. Công nghệ lò phản ứng hạt nhân
Lò phản ứng hạt nhân là thiết bị khởi đầu và điều khiển một phản ứng dây chuyền hạt nhân tự duy trì. Việc sử dụng các lò phản ứng hạt nhân phổ biến nhất là để sản xuất điện và cung cấp năng lượng cho các con tàu sử dụng năng lượng nguyên tử.
Cũng giống như nhiều nhà máy nhiệt điện thông thường sản xuất điện bằng nhiệt năng giải phóng từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, các nhà máy năng lượng hạt nhân biến đổi năng lượng giải phóng từ hạt nhân nguyên tử thông qua phản ứng phân hạch.
Khi một hạt nhân nguyên tử dùng để phân hạch tương đối lớn (thường là uranium 235 hoặc plutonium-239) hấp thụ nơtron sẽ dẫn đến sự phân hạch nguyên tử. Quá trình 10 phân hạch tách nguyên tử thành 2 hay nhiều hạt nhân nhỏ hơn kèm theo động năng (hay còn gọi là sản phẩm phân hạch) và cũng giải phóng tia phóng xạ gamma và nơtron tự do.
Một phần các nơtron tự do này sau đó được hấp thụ bởi các nguyên tử phân hạch khác và tiếp tục dẫn đến nhiều sự phân hạch hơn và giải phóng nhiều nơtron hơn. Đây là phản ứng tạo ra nơtron theo cấp số nhân.
Phản ứng dây chuyền hạt nhân này có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng chất hấp thụ nơtron và chất làm chậm nơtron (neutron moderator) để thay đổi tỷ lệ nơtron tham gia vào các phản ứng phân hạch tiếp theo. Hầu hết các lò phản ứng hạt nhân đều có các hệ thống vận hành bằng tay và tự động để tắt phản ứng phân hạch khi phát hiện các điều kiện không an toàn.
Một hệ thống làm lạnh chuyển lượng nhiệt phát sinh từ lõi lò phản ứng và vận chuyển đến bộ phận khác thuộc nhà máy, nơi có thể sử dụng nguồn nhiệt năng này để sản sinh điện hoặc sử dụng cho những mục đích hữu dụng khác. Đặc biệt là chất làm lạnh bị làm nóng lên (hot coolant) sẽ được sử dụng như một nguồn nhiệt cho nồi hơi, và hơi nén từ nồi hơi đó sẽ làm quay một hay nhiều tuabin vận hành các máy phát điện.
Có nhiều kiểu công nghệ lò phản ứng khác nhau sử dụng các nguyên liệu, chất làm lạnh và áp dụng các cơ chế vận hành khác nhau. Một số mẫu được thiết kế để đáp ứng yêu cầu đặc biệt. Ví dụ như lò phản ứng dùng trong các tàu ngầm hạt nhân và các tàu hải quân lớn, thường sử dụng nhiên liệu uranium được làm giàu rất cao.
Việc lựa chọn loại nhiên liệu này sẽ làm tăng mật độ công suất của lò phản ứng và chu trình nạp nhiên liệu hạt nhân khả dụng, nhưng giá thành đắt hơn và có nguy cơ dẫn đến phổ biến vũ khí hạt nhân cao hơn so với một số loại nhiên liệu hạt nhân khác.
Các mẫu thiết kế mới lò phản ứng dùng cho các nhà máy máy điện hạt nhân, được gọi chung là các lò phản ứng hạt nhân thế hệ IV, hiện đang là đối tượng nghiên cứu và có thể được sử dụng cho các nhà máy phát điện trong tương lai.
Một vài trong số các mẫu mới này được thiết kế đặc biệt để đạt được các lò phản ứng phân hạch sạch hơn, an toàn hơn và/hoặc ít có nguy cơ dẫn đến phổ biến vũ khí hạt nhân. Các nhà máy điện an toàn thụ động (như loại lò phản ứng ESBWR) đã sẵn sàng để xây dựng và các mẫu thiết kế khác được cho là có độ tin cậy rất cao (fool-proof) đang được tiến hành.
Các công nghệ lò phản ứng hợp hạch có thể trở thành hiện thực trong tương lai sẽ giảm bớt hoặc loại bỏ hoàn toàn những rủi ro liên quan đến phân hạch hạnh nhân.
2. Chu trình năng lượng hạt nhân
Lò phản ứng hạt nhân là một phần trong chu trình năng lượng hạt nhân. Quá trình bắt đầu từ khai thác mỏ. Các mỏ uranium nằm dưới lòng đất, được khai thác theo phương thức lộ thiên, hoặc đãi tại chỗ. Trong bất kỳ trường hợp nào, khi quặng uranium được chiết tách, nó thường được chuyển thành dạng ổn định và nén chặt thành bánh, và sau đó vận chuyển đến nhà máy.
Ở đây, nguyên liệu này được chuyển đổi thành urani hexaflorua, loại này sau đó được làm giàu sử dụng các phương pháp khác nhau. Tại thời điểm này, uranium được làm giàu chứa hơn 0,7% U-235 tự nhiên, được sử dụng để tạo thành các thanh nhiên liệu có thành phần và hình dạng phù hợp đối với từng loại lò phản ứng cụ thể.
Các thanh nhiên liệu sẽ trải qua khoảng 3 chu kỳ vận hành (tổng cộng khoảng 6 năm) bên trong lò phản ứng, thường là cho đến khi có khoảng 3% lượng uranium đã phân hạch, sau đó chúng sẽ được chuyển tới bể chứa nhiên liệu đã sử dụng, ở đây các chất đồng vị có tuổi thọ ngắn được tạo ra từ phản ứng phân hạch sẽ phân rã.
Sau khoảng 5 năm lưu giữ trong bể chứa nhiên liệu đã sử dụng, lúc này nhiên liệu đã sử dụng sẽ đủ nguội và giảm tính phóng xạ đến mức có thể vận chuyển được, và chúng được chuyển đến các két chứa khô hoặc đem tái xử lý.
BÀI VIẾT CÙNG CHỦ ĐỀ
1. Lời nói đầu Cuộn cảm là một thành phần quan trọng trong các mạch điện, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh dòng điện và tạo ra tín hiệu trong các ứng dụng điện tử và điện lực. Trong bài [...]
1. Lời mở đầu Bút thử điện - một công cụ quen thuộc và không thể thiếu trong hộp công cụ của những người làm việc liên quan đến điện, điện tử hay kỹ thuật. Dường như một phần không thể tách rời của [...]
1. Tầm quan trọng của năng lượng điện Người ta đang tạo ra nhiều cải tiến kỹ thuật cho xã hội, bao gồm các loại năng lượng khác nhau. Năng lượng cơ bắp của con người và động vật cũng là một nguồn năng lượng [...]
Trong thời kỳ bùng nổ công nghệ hiện nay, thì gần như tất cả các nghành đều chịu tác động của nó. Và ngành xây dựng và kỹ thuật điện có vẻ như chịu tác động chậm hơn. Nguyên nhân có thể do quy [...]
Lời nói đầu Kỳ thi thực hành của 第一種・第二種電気工事士 được đánh giá không khó cho cả người Nhật cũng như người nước ngoài. Tuy nhiên, nếu không có sự luyện tập kỹ hoặc chủ quan, tâm lý không vững khi thì thì rất dễ [...]
1. Giới thiệu Từ vựng tiếng Nhật ngành điện phần Vật liệu điện Đây là phần mở đầu trong danh danh sách tổng hợp các từ vựng tiếng Nhật ngành điện được sử dụng nhiều nhất. Mỗi từ vựng sẽ có kanji, cách đọc hiragana [...]
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn danh sách các Từ vựng chứng chỉ điện Nhật Bản quan trọng nhất đối với kỳ thi chứng chỉ thợ điện loại 1 và 2 để các bạn có căn bản trước khi đọc [...]
Nghề Điện sẽ gửi đến anh em danh sách 200 từ vựng tiếng Nhật trong AutoCAD để giúp anh em học tập và làm việc hiệu quả hơn, sử dụng phần mềm một cách tối đa và tối ưu. 1. Lời nói đầu AutoCAD [...]
Tiêu chuẩn Việt Nam số TCVN 4086-1985 trình bày về vấn đề an toàn điện trong xây dựng, đây là các kiến thức chung nhưng rất quan trọng. Tiêu chuẩn này mang tính bắt buộc áp dụng thuộc nhóm H. 1. Quy định chung [...]
Tiêu chuẩn Nhà nước TCVN 2572-78 (Có hiệu lực từ ngày 1-1-1980) Tiêu chuẩn này áp dụng cho các biển báo có chữ và dấu hiệu có điện áp, đặt trên các dụng cụ, máy, khí cụ, các thiết bị điện v.v… để báo [...]