Hvordan Canada's CANDU Heavy Water Nuclear Reactors Arbeid
CANDU-atomreaktoren fikk navnet fordi denne tunge vannreaktorutformingen ble utviklet i Canada - den står for CANADA Deuterium Uran. Deuterium er hovedelementet i tungt vann, og uran er drivstoffet som brukes i denne reaktorklassen.
CANDU Heavy Water Nuclear Reactors Worldwide
Alle Canadas 20 kjernereaktorer er av CANDU-design. Andre nasjoner med CANDU-reaktorer inkluderer Argentina, Kina, India, Sør-Korea, Pakistan og Romania.
India har også 16 "CANDU-derivater" eller generiske tungvannsmedierte reaktorer. De 48 CANDU-reaktorene og CANDU-derivatene omfatter nesten 11 prosent av reaktorene over hele verden.
Det anslås at kraftverk som bruker CANDU-design, genererer mer enn 23.000 megawatt, omtrent 21 prosent av elektrisiteten produsert av kjernekraft. En megawatt er generelt nok til å drive 750 gjennomsnittlige boliger.
Hvordan CANDU Reactors Skiller seg fra Light Water Reactors
Kjernefysiske reaktorer og kjernefysiske reaktorer med lette vann varierer i hvordan de oppretter og styrer den komplekse fysikken av atomfission eller atom-splitting som gir energi og varme til å skape damp for å kjøre generatorer. De kjernereaktorer som er i bruk i USA, er alle lyse vanndesigner. Flere store forskjeller skiller mellom lette vannreaktorer og CANDUs tunge vann moderat design, som inkluderer følgende designfunksjoner.
Kjerne: Kjernen til en CANDU-reaktor holdes i en horisontal, sylindrisk tank kalt calandria. Drivstoffkanaler går fra den ene enden av calandria til den andre. Hver kanal innenfor calandria har to konsentriske rør. Ytre røret er calandria-røret og det indre er trykkrøret. Innerrøret holder brennstoffet og trykkluft tungt kjølevæske.
Denne utformingen tillater tanking under drift.
Kjernen til en lysvannreaktor er derimot vertikal og inneholder vertikale brenselsamlinger som er bunter av metallrør fylt med drivstoffpellets. Reaktorkjernen holdes i et inneslutningsbeholder.
Brennstoff: I motsetning til andre kjernereaktorer designet for å bruke beriket uranbrensel og lett vann som moderator, bruker CANDU tunge vannreaktorer ikke-beriket, naturlig uranoksyd som drivstoff og tungt vann som moderator.
Moderator: Moderatoren er materialet i reaktorkjernen som senker nøytronene frigjort fra fisjon, slik at de gir mer fisjon og opprettholder kjedereaksjonen. Moderatoren i lyse vannreaktorer er vanlig vann, men CANDUs tunge vannreaktor bruker tungt vann eller deuteriumoksid, som har en kjemisk formel på D20.
I motsetning til vanlig vann med sin kjente kjemiske sammensetning av H20, inneholder tungt vann to atomer av deuterium. I motsetning til vanlig hydrogen som ikke har neutron og proton i sin mest vanlige form, har deuterium et nøytron i sentrum.
Kjølevæske: Kjølevæske sirkulerer gjennom en atomreaktorkjerne for å overføre varmen vekk fra den og forhindre en nedsmelting som vil stoppe energiproduksjonen. Vannmodulatoren fungerer også som primær kjølevæske i lette vannreaktorer.
CANDU-reaktoren bruker enten lette eller tunge vannkjølere.
Hvordan en CANDU Reactor jobber for å lage elektrisitet
Det tunge vannkjølemiddel pumpes gjennom reaktorkjernens rør i en lukket sløyfe. Rørene inneholder brennstoffpakker for å plukke opp varme generert fra atomfisjonen som finner sted i kjernen. Den tunge vannkjølingsløyfen passerer gjennom dampgeneratorer hvor varmen fra det tunge vannet koker vanntett vann til høytrykksdamp. Det tunge vannet, som nå er kjøligere, sirkuleres tilbake til reaktoren når den lukkede kjølesyklusen fortsetter.
Høytrykksdampen fra dampgeneratoren røres utenfor reaktorens inneslutningsbygning for å drive konvensjonelle turbiner. Disse turbinene driver generatorer for å produsere strøm som deretter distribueres til rutenettet. Kjernen reaktoren er skilt fra utstyret som brukes til å produsere elektrisitet.
Dampen som kommer ut av turbinen kondenseres tilbake i vann og pumpes tilbake i dampgeneratoren.