Reattore nucleare cANDU: come funziona

Il reattore nucleare di CANDU ha ottenuto il suo nome perché questo disegno di reattore di acqua pesante è stato sviluppato in Canada - sta per CANADA Deuterium Uranium. Il deutero è l'elemento primario dell'acqua pesante, e l'uranio è il combustibile utilizzato in questa classe di reattori.

CANDU Reactors Nucleari Nucleari Heavy Water Worldwide

Tutti i 20 reattori nucleari del Canada sono del progetto CANDU. Altre nazioni con i reattori CANDU includono Argentina, Cina, India, Corea del Sud, Pakistan e Romania.

L'India ha anche 16 "derivati ​​CANDU", o reattori moderati di acqua pesante. I 48 reattori CANDU ei derivati ​​CANDU comprendono quasi l'11% dei reattori in tutto il mondo.

Si stima che le centrali elettriche che utilizzano il design CANDU generino più di 23 000 megawatt, circa il 21 per cento dell'elettricità prodotta dall'energia nucleare. Un megawatt è generalmente sufficiente per alimentare 750 case di medie dimensioni.

I reattori nucleari ad acqua pesante e reattori nucleari di acqua leggera differiscono nel modo in cui creano e gestiscono la fisica complessa della fissione nucleare o della separazione atomica che produce l'energia e calore per creare vapore per guidare generatori. I reattori nucleari in uso negli U.S. sono tutti progetti di acqua leggera. Diverse differenze principali distinguono tra i reattori ad acqua leggera e il disegno moderato dell'acqua pesante CANDU, che comprendono le seguenti caratteristiche di progettazione.

Core:

Il nucleo di un reattore CANDU è mantenuto in un serbatoio orizzontale cilindrico chiamato calandria. I canali di carburante funzionano da un'estremità della calandria all'altra. Ogni canale all'interno della calandria ha due tubi concentrici. Il tubo esterno è il tubo calandria e quello interno è il tubo di pressione. Il tubo interno contiene il carburante e il refrigerante d'acqua pesante pressurizzato. Questo design consente il rifornimento durante il funzionamento.

Al contrario, il nucleo di un reattore di acqua leggera è verticale e contiene gruppi di carburante verticali che sono fasci di tubi metallici pieni di pellets di combustibile. Il nucleo del reattore viene mantenuto in un recipiente di contenimento.

Combustibile:

A differenza di altri reattori nucleari progettati per utilizzare carburante d'uranio arricchito e acqua leggera come moderatore, i reattori ad acqua pesante CANDU utilizzano ossidi di uranio non arricchito come combustibile e acqua pesante come moderatore. Moderatore:

Il moderatore è il materiale del nucleo del reattore che rallenta i neutroni liberati dalla fissione in modo da causare una maggiore fissione e sostenere la reazione a catena. Il moderatore nei reattori ad acqua leggera è l'acqua ordinaria, ma il reattore ad acqua pesante CANDU utilizza acqua pesante o ossido di deuterio, che ha una formula chimica di D20. A differenza dell'acqua ordinaria con la sua composizione chimica familiare di H20, l'acqua pesante include due atomi di deuterio.A differenza dell'idrogeno ordinario che non ha neutroni e un protone nella sua forma più comune, il deutero ha un neutrone al centro.

Liquido di raffreddamento:

Il liquido di raffreddamento circola attraverso un nucleo del reattore nucleare per trasferire il calore lontano da esso e impedire una fusione che impedisse la produzione di energia. Il moderatore dell'acqua funziona anche come liquido di raffreddamento primario nei reattori ad acqua leggera. Il reattore CANDU utilizza liquido refrigerante leggero o pesante.

Come funziona un reattore CANDU per rendere elettricità

Il liquido refrigerante pesante viene pompato attraverso i tubi del nucleo del reattore in un ciclo chiuso. I tubi contengono i fasci di combustibile per raccogliere il calore generato dalla fissione nucleare che avviene nel nucleo. Il ciclo di raffreddamento dell'acqua pesante passa attraverso i generatori di vapore dove il calore dell'acqua pesante bolle l'acqua ordinaria in vapore ad alta pressione. L'acqua pesante, ora più fredda, viene ricondotta al reattore mentre il ciclo di raffreddamento a ciclo chiuso continua.

Il vapore ad alta pressione del generatore di vapore viene condotto fuori dall'edificio di contenimento del reattore per alimentare le turbine convenzionali. Queste turbine alimentano generatori per produrre elettricità che viene poi distribuita alla griglia. Il reattore nucleare è separato dalle attrezzature utilizzate per produrre elettricità.

Il vapore che esce dalla turbina viene condensato in acqua e viene pompato nel generatore di vapore.