Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 36. 5 oktober 1954 - Atomenergin i USA
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
826
TEKNISK TIDSKRIFT
Den beräknas bli färdig 1958, kosta 40 M$ och
skall användas för studium av konstruktion,
bränslehantering m.m.
Reaktor med kokande vatten
En reaktor är självreglerande, om en ökning
av dess effekt genast medför en minskning av
dess reaktivitet, dvs. av kedjereaktionens
hastighet. Orsakar däremot en effektökning stegring
av reaktiviteten, är reaktorn autokatalytisk och
instabil. Man ansåg länge att en vattenkyld
reaktor blir instabil, om kylvattnet råkar i
kokning. Det har emellertid nu visat sig att så inte
behöver vara fallet..
I de flesta termiska reaktorer har neutronerna
en livslängd på 105—10"3 s. Är den t.ex. 10"4,
skulle en plötslig ökning av reaktiviteten över
den kritiska medföra mer än fördubbling av
reaktorns effekt på 0,01 s. För att effektökningen
skall dämpas innan temperaturen stiger så
mycket att bränsleelementen smälter, måste
ångblåsor bildas inom några få hundradels sekunder.
Genom försök har man konstaterat att
ångblåsor trycker ut vatten ur ett därmed fyllt rör, som
upphettas över 260°C på 0,01 s, bara 0,003 s efter
det upphettningen börjar. Ångutvecklingen i en
reaktor bör därför börja tillräckligt snabbt för
att reaktorn skall kunna göras självreglerande.
Ångbildningens regleringsförmåga i en reaktor
är dock troligen begränsad därför att alltför
mycket av kylsystemets vatten inte får ersättas
med ånga. Man fruktade därför att bara liten
effekt kan tas ut i form av ånga. Genom
modellförsök med heta vertikala plåtar nedsänkta i
vatten har emellertid visats att ångblåsorna
avviker mycket snabbare än väntat. Man har
beräknat att minst 40 kW värme kan tas ut per
liter kärnvolym vid 42 at a med 19 % ångvolym
i kärnans kylsystem. Ändå större effektbelopp
bör kunna erhållas vid högre tryck eller vid
användning av tvångscirkulation för kylmediet.
Sommaren 1953 utförde man slutligen vid
Re-actor Testing Station i Idaho försök med en liten
vattenkyld heterogen uranreaktor för att utreda
vad som händer om kylvattnet råkar i kokning.
Härvid drogs reaktorns regleringsstavar plötsligt
ut varvid dess effekt steg från några få watt till
flera tusen på bråkdelen av en sekund. Vattnet
började då koka, och av ångan slungades det
häftigt ut ur reaktorn. Det visade sig emellertid
att dennas effekt sjönk så snabbt vid kokningen
att inga skador uppstod. Man visade också att
reaktorer kan köras kontinuerligt med kokande
vatten som kylmedel.
Heterogena reaktorer, kylda med vanligt eller
tungt vatten, kan konstrueras så att deras
reaktivitet stadigt avtar när kylmedel trycks ut
från reaktorkärnan. De kan emellertid också
byggas så att avlägsnande av en första liten
mängd kylvätska minskar deras reaktivitet obe-
tydligt, medan borttagande av dubbla mängden
minskar den i proportion mycket mera. Man kan
därför åstadkomma vilken grad av självreglering
som helst. Detta kan ske med olika
kombinationer av bränsle, moderator och kylmedel.
Används tungt vatten som kylmedel t.ex. för
reaktorer med naturligt uran som bränsle och
grafit eller DaO som moderator behövs inga
åtgärder för att självreglering skall uppstå. Kylda
med vanligt vatten, blir emellertid samma
reaktorer självreglerande, bara om
volymförhållandet för vatten och uran i reaktorkärnan
understiger ett visst värde.
Det är alltså tänkbart att ånga kan genereras
direkt i reaktorkärnan och användas för drift av
en turbingenerator. Detta är utan tvivel det
enklaste och kanske billigaste sättet att utnyttja det
i reaktorn alstrade värmet. De dyrbara
värmeöverföringssystemen ined värmeväxlare blir
nämligen överflödiga; ångblåsorna kan ofta ge
kylvätskan tillräcklig cirkulationshastighet så
att cirkulationspump kan undvaras och bara en
matarpump behövs för återföring av kondensat.
Ett system utan värmeväxlare bör vid en given
bränsletemperatur kunna få större
verkningsgrad än ett med sådana.
Man vet emellertid ännu inte t.ex. hur stor
relativ ångvolym som kan tillåtas i reaktorkärnans
kylsystem och vilka reaktortyper som är tåligast
i detta hänseende. En annan outredd fråga är
vilka konsekvenser ångans radioaktivitet kan ha.
Den är liten och beror på aktivering av syre
enligt
iao + «0 —* 19F + ß + /
iao -f- n —* 16N + p; 16N —* "O 4- ß + y
Den första reaktionen sker med termiska
neutroner, den andra med snabba. Den senare
överväger, men ingendera är särskilt sannolik.
Halveringstiden är 29 s för lüO och 7 s för 16N.
Den senare isotopen är besvärligast därför att
den ger mycket hård /-strålning.
Radioisotoperna har så liten livslängd att de försvinner på
kort tid sedan reaktorn stoppats. Man fruktar
emellertid att de kan ge turbinskovlarna en mera
bestående radioaktivitet.
För att få svar på dessa och andra frågor ämnar
man nu bygga en reaktor, kallad EBWR
("Ex-perimental Boiling Water Reactor") eller BER
("Boiling Experimental Reactor"). Den skall ha
uran anrikat på 235U som bränsle och vanligt
eller tungt vatten soin både moderator och
kylmedel. Den beräknas bli färdig 1956, kosta 17 M$
samt ge 20 MW värme varav 5 MW elenergi
utvinns.
Natriumkyld, grafitmodererad reaktor
De hittills nämnda reaktorerna är alla utom
HTR förstorade upplagor av redan prövade
typer. Unik är emellertid en planerad reaktor SRE
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
