Реакторы на промежуточных нейтронах (промежуточные ректоры)

Отношение замедлителя и ядерного топлива в активной зоне выбирается с таким расчетом, чтобы быстрые нейтроны могли уменьшить свою энергию до 1−1000эВ. Например, отношение ядерных концентраций бериллия и U²³⁵ в промежуточных реакторах колеблется от 150 до 250. К недостаткам промежуточных реакторов относится потеря нейтронов на резонансный захват в конструкционных материалах и осколках деления.

Классификация энергетических реакторов по теплоносителям

Выбор теплоносителя и замедлителя определяет конструкцию реактора и схему теплоотвода от реактора.

Реакторы с водяным теплоносителем. В одних реакторах и теплоносителем и замедлителем служит вода, в других — теплоноситель вода, замедлитель — графит. Первые реакторы называются водо-водяными (ВВР), вторые — графито — водяные (ГВР).

Энергетические установки ВВР и ГВР работают по двухконтурным схемам теплоотвода: в первичном контуре вода под давлением 100- 200 атм нагревается до 290−330⁰С; во вторичном — реакторное тепло идет на получение водяного пара.

Графито-газовые реакторы (замедлитель — графит, теплоносительгаз). Лучший теплоноситель — гелий. Может быть использован Дешевый углекислый газ. Потеря нейтронов на радиационный газ в активной зоне сведена к минимуму тем, что защитные оболочки и технологические каналы выполнены из сплавов магния. В качестве топлива применяется природный уран, что невозможно в ВВР и ГВР. Однако удельная мощность реактора ограничивается низкой теплоемкостью углекислого газа, стойкостью материалов и т. д.

Реакторы с органическими теплоносителями. Ряд органических жидкостей (дифенил, дифенильная смесь и др.) имеют хорошие замедляющие свойства, высокие теплоемкость и температуру кипения при атмосферном давлении. Поэтому замена воды в первичном контуре на органические жидкости дает возможность снизить давление в системе при температуре выхода теплоносителя около350⁰С.

К недостатку органического теплоносителя следует отнести его термическую и радиационную нестойкость. Под действием высокой температуры и реакторного излучения органические жидкости распадаются или образуют более сложные органические соединения, имеющие большую вязкость. Для очистки такой жидкости от продуктов распада в первичный контур должны входить специальные препараты, что значительно повышает стоимость установки.

Реакторы с жидкометаллическими теплоносителями

Давление в первичном контуре можно снизить применением жидкометаллических теплоносителей (натрий, сплавы свинец-висмут, натрий-калий). Водяной пар, получаемый в установке, имеет КПД больше 30%. Недостаток: высокая коррозийная активность по отношению ко многим конструкционным материалам. Натрий и сплав свинец-висмут имеют высокую температуру плавления, поэтому первичный контур перед заполнением необходимо нагревать, что требует специальных устройств. Жидкометаллические теплоносители (особенно натрий) применяются для отвода тепла на быстрых реакторах.