Ураны изотоп дээр нейтрон тусахад хуваагдаж, дунд зэргийн масстай 2 цөм болж үүсдэг ба 2-3 нейтрон сугаран гарч, бас энерги ялгардаг. Үүссэн нейтроныг нь ашиглан судалгаа хийдэг төхөөрөмжийг судалгааны реактор, хуваагдлаар үүссэн энергийг ашиглан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг үйлдвэрийг цөмийн эрчим хүчний станц гэдэг. Мөн хуваагдлын бүтээгдэхүүн болох цөмүүдээс анагаах ухаан, аж үйлдвэр зэрэг хэрэглэгдэх цацраг идэвхт изотопуудыг ялгаж авдаг.

Өнөөдөр ажиллаж байгаа ихэнх эрчим хүчний реакторт ураны түлш дэх U-235 изотопын агуулгыг 4-5% хүртэл баяжуулсан байдаг. Ураны хуваагдлаар үүссэн нейтрон нь их энергитэй хурдан нейтрон байдаг. U-235 нь удаан нейтроны үйлчлэлээр хуваагддаг учир хурдан нейтроныг ус, бал чулуу зэрэг хөнгөн материал ашиглан удаашруулдаг. Харин U-238 нь хурдан нейтроноор хуваагддаг бөгөөд энэ төрлийн реакторын технологийг идэвхтэй хөгжүүлж байгаа ба ирээдүйн эрчим хүчний гол эх үүсвэр болох боломжтой юм.

Олон төрлийн реакторын технологи байдаг ч түлш, хяналтын саваа, удаашруулагч болон хөргүүр зэрэг нийтлэг бүтэцтэй ба эдгээр нь хуваагдах урвалын үр дүнд үүссэн дулааныг турбин болон генератор хүртэл зөөвөрлөх замаар цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх зориулалттай. Реакторын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд цөмийн зуух буюу голомт, түлшний систем, түүнчлэн байгууламжийн аюулгүй ажиллагааг хангахад шаардлагатай тоног төхөөрөмж орно. Цөмийн эрчим хүчний станцын реактораас бусад бүрэлдэхүүн хэсэгт турбин, генератор, конденсатор зэрэг орно.

“Хяналтын саваагаар цөмийн урвалыг удирдаж, хөргөлтийн системээр реакторыг хөргөдөг.”

ТҮЛШ

Цөмийн эрчим хүчний станцад ашигладаг түлш нь хуваагдлын үр дүнд энерги нь ялгардаг атомуудыг агуулдаг. Ихэвчлэн уран-235-ыг түлш болгон ашигладаг. Түлшийг үрэл (тухайлбал дундажаар 1х1 см) хэлбэрт оруулж, түлшний саваа (тухайлбал 4 метр орчим урт)-нд байрлуулдаг. Дараа нь савааг реакторын чадлаас хамааруулан багцлан (тухайлбал 17х17) реакторт байрлуулдаг.

НЕЙТРОНЫГ ШИНГЭЭХ ХЯНАЛТЫН САВАА

Цөмийн реакторт гинжин урвалыг нейтрон шингээх чадвартай материал (ихэвчлэн бори ашигладаг)-аар хийсэн хяналтын саваагаар удирддаг. Хяналтын саваа нь реакторын голомтод дээш доош хөдлөх боломжтойгоор байрласан байдаг. Тэдгээрийг нейтроныг шингээн, реакторын голомтод хуваагдах урвалын эрчмийг бууруулахын тулд реакторын голомт руу доош буулгаж эсвэл нейтроныг нэмэгдүүлэхийн тулд дээш татаж болно. Ослын нөхцөл үүсвэл хяналтын савааг реакторын голомт руу оруулах бөгөөд энэ нь гинжин урвалыг боломжит хэмжээнд хүртэл зогсооно.

НЕЙТРОНЫГ УДААШРУУЛАГЧ

Ихэнх реакторууд удаашруулагчаар тоноглогдсон байдаг. Удаашруулагчийн үүрэг нь хуваагдах урвалаар үүсэх нейтроныг удаашруулах бөгөөд ингэснээр цөмийн хуваагдах урвал эрчимтэй явагдана. Ус болон бал чулуу гэх мэт нейтроныг шингээдэггүй хөнгөн цөмтэй атомуудаас бүрдэх бодисоор дамжин нейтронуудыг удаашруулдаг. Удаашруулагч нь нейтроны хурдыг 20,000 км/с-аас 2 км/с хүртэл удаашруулдаг.

ДУЛААНЫГ ШИЛЖҮҮЛЭХ ХӨРГӨЛТИЙН СИСТЕМ

Уран-235 цөмийн хуваагдлаар дулаан хэлбэрээр ялгардаг энергийг реакторын голомтоос цахилгаан болгон хувиргах систем, тухайлбал турбин ба генератор руу шилжүүлэх ёстой. Энэ дулааныг хөргөлтийн шингэнээр хөргөдөг ба хөргөгч нь ус, шингэн металл (натри эсвэл хар тугалга) эсвэл хий (нүүрстөрөгчийн давхар исэл эсвэл гелий) байж болно. Хөргүүр нь реакторын голомтын температурыг түлшний материалын тэсвэрлэж чадах температурын түвшинд байлгах үүрэгтэй.

“Удаашруулагч нь нейтроныг удаашруулснаар нейтрон ураны цөмтэй мөргөлдөж, хуваагдах урвалыг өдөөдөг”

ДУЛААН СОЛИЛЦОХ УУРЫН ГЕНЕРАТОР

Дулаан солилцуур нь нэг системээс нөгөө систем рүү дулааны эрчим хүчийг шилжүүлэх зориулалттай бөгөөд даралтат усан реакторын (PWR) хувьд анхдагч хөргүүрийн систем нь реакторын голомтоос гарч буй 330°C-т байх усыг ууршуулахгүйн тулд ойролцоогоор 150 bar-ын өндөр даралтад байлгадаг. Анхны болон хоёрдогч системийн хоорондох дулааны эрчим хүчийг шилжүүлэхэд ашиглагддаг ус нь уурын генератораар дамжин урсана. Хоёрдогч систем дэх ус нь буцалж уур үүсгэх бөгөөд энэ нь генератортай холбогдсон турбиныг эргүүлж цахилгаан үйлдвэрлэдэг.

Энэ системийг эрчим хүчний хувиргах систем гэж нэрлэдэг бөгөөд дулааны энергийг механик энергид шилжүүлж, дараа нь цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Гуравдугаар систем нь хөргүүрийн дараа уурыг конденсацлах зориулалттай.

Натрийн хөргөлттэй хурдан реакторуудын хувьд анхдагч хөргөлтийн систем нь натри буюу шингэн металл бөгөөд реакторын голомтын шингэний температур нь ойролцоогоор 550°C байдаг.

Эрчим хүчний хувиргалтын систем нь даралтат усан реактор PWR-той ижил зарчим дээр суурилсан: уурын генератор нь генератортой холбогдсон турбин дотор тэлэх уурыг үүсгэдэг. Гол ялгаа нь нам даралтын натри агуулсан анхдагч систем болон өндөр даралтын үед усыг уур болгон хувиргах системийн хооронд суурилуулсан нэмэлт систем юм. Энэхүү нэмэлт системийн зорилго нь анхдагч систем дэх цацрагийн эрсдлийг бусад эрсдлээс салгах замаар натри ба усны харилцан үйлчлэлийн эрсдлийг харгалзан үзэх явдал юм. Тиймээс анхдагч систем болон цахилгаан хувиргах системийн хооронд хоёр дулаан солилцуур байх шаардлагатай.

РЕАКТОРЫН БАЙГУУЛАМЖ

Реакторын байгууламжийг ган болон сайжруулсан бетоноор хийдэг. Реакторын байгууламж нь үндсэн систем, уурын генератор болон реакторын аюулгүй ажиллагааг хангуулах чухал ач холбогдолтой үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Энэхүү байгууламж нь цөмийн эрчим хүчний станцыг ноцтой осол болох түлшний голомт хайлах үед цацраг идэвхт бодис орчинд тархахаас сэргийлсэн битүүмжлэл сайтай байх шаардлагатай байдаг.