Γιατί το νερό χρησιμοποιείται ως ψυκτικό σε ορισμένους πυρηνικούς αντιδραστήρες;
1. Υψηλή θερμική χωρητικότητα: Το νερό έχει υψηλή ειδική θερμική ικανότητα, που σημαίνει ότι μπορεί να απορροφήσει μια μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας χωρίς να αυξάνει σημαντικά τη θερμοκρασία του. Αυτό το καθιστά αποτελεσματικό στην αφαίρεση θερμότητας από τον πυρήνα του αντιδραστήρα.
2. Εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα: Το νερό είναι ένας καλός αγωγός θερμότητας, επιτρέποντάς του να μεταφέρει γρήγορα την απορροφημένη θερμότητα από τον πυρήνα του αντιδραστήρα σε άλλα συστήματα, όπως οι εναλλάκτες θερμότητας ή οι πύργοι ψύξης.
3. Μετριοπάθεια νετρονίων: Σε ορισμένα σχέδια αντιδραστήρων, το νερό δρα ως συντονιστής, επιβραδύνοντας τα γρήγορα νετρόνια που απελευθερώνονται στη διαδικασία σχάσης για να τους καταστήσουν πιο πιθανό να προκαλέσουν περαιτέρω αντιδράσεις σχάσης. Αυτό βοηθά στη διατήρηση της αλυσιδωτής αντίδρασης.
4. Διαθεσιμότητα και κόστος: Το νερό είναι άμεσα διαθέσιμο και σχετικά φθηνό, καθιστώντας το πρακτικό ψυκτικό για πυρηνικούς αντιδραστήρες.
5. Διαφάνεια: Το νερό είναι διαφανές, επιτρέποντας την οπτική επιθεώρηση των συστατικών του αντιδραστήρα.
Τύποι αντιδραστήρων με υδατογράφημα:
* Αντιδραστήρες νερού υπό πίεση (PWRS): Το νερό διατηρείται υπό υψηλή πίεση για να αποτρέψει το βρασμό και ενεργεί τόσο ως ψυκτικό όσο και ως συντονιστής.
* αντιδραστήρες βρασμού νερού (BWRS): Το νερό επιτρέπεται να βράζει στον πυρήνα του αντιδραστήρα, δημιουργώντας ατμό που οδηγεί τους στροβίλους για να δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια.
Πλεονεκτήματα ψύξης νερού:
* Υψηλή απόδοση στη μεταφορά θερμότητας
* Σχετικά χαμηλά λειτουργικά έξοδα
* Καλή μετριοπάθεια νετρονίων (σε ορισμένα σχέδια)
* Γνωστή τεχνολογία με καθιερωμένα πρωτόκολλα ασφαλείας
Μειονεκτήματα της ψύξης νερού:
* Δυναμικό για εκρήξεις ατμού σε περίπτωση ατυχήματος απώλειας ψύξης (LOCA)
* Κίνδυνος διάβρωσης και ραδιενεργής μόλυνση του νερού
* Περιορισμένη θερμοκρασία λειτουργίας λόγω του σημείου βρασμού του νερού
Σημείωση: Όχι όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες χρησιμοποιούν το νερό ως ψυκτικό. Άλλα ψυκτικά, περιλαμβάνουν βαρύ νερό, υγρά μέταλλα (όπως νάτριο ή μόλυβδο) και αέριο (όπως ήλιο). Η επιλογή του ψυκτικού εξαρτάται από τον τύπο του αντιδραστήρα, το σχεδιασμό και τις συνθήκες λειτουργίας.
