เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของ CANDU ของแคนาดาใช้น้ำยาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในประเทศแคนาดาได้อย่างไร
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ CANDU มีชื่อมาเนื่องจากการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำหนักนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นในประเทศแคนาดาซึ่งย่อมาจาก CANada Deuterium Uranium ดิวเทอเรียมเป็นองค์ประกอบหลักในน้ำหนักและยูเรเนียมเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้ในชั้นเครื่องปฏิกรณ์นี้
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ CANDU Heavy Water ทั่วโลก
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของแคนาดาทั้งหมดจำนวน 20 เครื่องมีการออกแบบ CANDU ประเทศอื่น ๆ ที่มีเครื่องปฏิกรณ์ CANDU ได้แก่ อาร์เจนตินาจีนอินเดียเกาหลีใต้ปากีสถานและโรมาเนีย
อินเดียมีอนุพันธ์ CANDU 16 ตัวหรือเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้เครื่องควบคุมน้ำหนักทั่วไป เครื่องปฏิกรณ์ CANDU 48 เครื่องและอนุพันธ์ CANDU ประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์เกือบ 11% ทั่วโลก
คาดว่าโรงไฟฟ้าที่ใช้การออกแบบของ CANDU จะผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากกว่า 23,000 เมกะวัตต์หรือประมาณ 21 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยพลังงานนิวเคลียร์ โดยทั่วไปแล้วเมกะวัตต์สามารถรองรับบ้านพักขนาด 750 เฉลี่ยได้
เครื่องปฏิกรณ์ของ CANDU ทำปฏิกิริยาแตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์แบบ Light Water Reactors อย่างไร
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใน น้าหนักและ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบ นํ้าตาลแตกต่างกันไปในวิธีการสร้างและจัดการฟิสิกส์ที่ซับซ้อนของการแยกตัวของอะตอมหรือการแบ่งอะตอมซึ่งก่อให้เกิดพลังงานและความร้อนเพื่อสร้างไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนไดนาโม เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกามีทั้งแบบน้ำ ความแตกต่างที่สำคัญหลายอย่างเห็นได้ชัดระหว่างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และการออกแบบที่มีน้ำหนักปานกลางของ CANDU ซึ่งมีคุณสมบัติการออกแบบต่อไปนี้
Core: หลักของเครื่องปฏิกรณ์ CANDU จะถูกเก็บไว้ในแนวนอนถังทรงกระบอกที่เรียกว่า calandria ช่องทางเชื้อเพลิงวิ่งจากปลายด้านหนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่ง แต่ละช่องภายใน calandria มีหลอดสองหลอด ท่อด้านนอกเป็นท่อ calandria และด้านในเป็นท่อแรงดัน ท่อด้านในถือน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำหล่อเย็นแรงดันสูงด้วยแรงดันสูง
การออกแบบนี้ช่วยให้สามารถเติมน้ำมันได้ในระหว่างการใช้งาน
ตรงกันข้ามแกนของเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเป็นแนวตั้งและประกอบด้วยชุดประกอบเชื้อเพลิงที่เป็นแนวตั้งซึ่งเป็นชุดของท่อโลหะที่เต็มไปด้วยเม็ดเชื้อเพลิง แกนเครื่องปฏิกรณ์เก็บอยู่ในภาชนะบรรจุ
เชื้อเพลิง: แตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อื่น ๆ ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ เชื้อเพลิงยูเรเนียม และน้ำที่มีแสงเป็นตัวควบคุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของ CANDU ใช้ยูเรเนียมออกไซด์ที่ไม่อุดมสมบูรณ์เป็นเชื้อเพลิงและน้ำหนักเป็นตัวควบคุม
ผู้ดูแล: ผู้ดูแลเป็นวัสดุในแกนเครื่องปฏิกรณ์ที่ชะลอการปลดปล่อยนิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากการแตกตัวเพื่อให้เกิดการแตกตัวและรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ ผู้ดำเนินการในเครื่องทำน้ำอุ่นคือน้ำธรรมดา แต่เครื่องปฏิกรณ์ CANDU heavy water ใช้น้ำหนักหรือ deuterium oxide ซึ่งมีสูตรทางเคมีคือ D20
ซึ่งแตกต่างจากน้ำธรรมดาที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่คุ้นเคยของ H20 น้ำหนักประกอบด้วยอะตอม 2 อะตอมของดิวเทอเรียม เหมือนไฮโดรเจนธรรมดาที่ไม่มีนิวตรอนและโปรตอนในรูปแบบที่พบมากที่สุดดิวเทอเรียมมีนิวตรอนอยู่ตรงกลาง
Coolant: Coolant ไหลเวียนผ่านแกนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อถ่ายเทความร้อนออกไปและป้องกันการล่มสลายที่อาจทำให้เกิดการผลิตพลังงาน ผู้ควบคุมน้ำยังทำหน้าที่เป็นสารหล่อเย็นหลักในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบอ่อน
เครื่องปฏิกรณ์ CANDU ใช้น้ำหล่อเย็นชนิดอ่อนหรือน้ำหนัก
เครื่องปฏิกรณ์ CANDU ทำงานเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าอย่างไร
น้ำหล่อเย็นชนิดหนักถูกสูบผ่านท่อแกนของเครื่องปฏิกรณ์ในวงปิด หลอดบรรจุส่วนผสมเชื้อเพลิงเพื่อรับความร้อนที่เกิดจากการแยกตัวของนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นในแกน ห่วงระบายความร้อนด้วยน้ำหนักผ่านเครื่องกำเนิดไอน้ำซึ่งความร้อนจากน้ำหนักจะทำให้น้ำธรรมดาเข้าสู่ไอน้ำแรงดันสูง น้ำที่เย็นตอนนี้เย็นลงจะหมุนเวียนกลับไปยังเครื่องปฏิกรณ์ในขณะที่รอบการปั่นหมาดลูปปิด
ไอน้ำแรงดันสูงจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไอน้ำจะถูกวางท่อไว้ข้างนอกอาคารกักเก็บปฏิกรณ์เพื่อขับเคลื่อนกังหันธรรมดา กังหันเหล่านี้จะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าที่กระจายไปยังกริด เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แยกจากอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
ไอน้ำที่ออกมาจากกังหันถูกควบแน่นกลับเข้าสู่น้ำและถูกสูบกลับเข้าเครื่องกำเนิดไอน้ำ