Rdzeń reaktora PWR
|
Na przykład reaktor EPR (reaktor PWR III generacji) ma 17x17 prętów w zestawie, z czego 265 to pręty paliwowe, a 24 regulacyjne. UO2 w zestawie EPR waży ok. 600 kg, a rdzeń składa się z 238 zestawów. Wysokość prętów wynosi 4,8 m, a średnica rdzenia reaktora 3,8 m.
Wokół rdzenia są umieszczone komory jonizacyjne służące do pomiarów strumieni neutronów, Wewnątrz kaset paliwowych znajdują się czujniki, służące do kontrolowania temperatur, ciśnień i rozkładów strumienia neutronów. Wyniki tych pomiarów są potrzebne do sterowania mocą reaktora.
|
Koszulka to szczelnie zamknięta, cienkościenna rurka z materiału odpornego na bardzo wysokie temperatury i słabo pochłaniającego neutrony. Najczęściej koszulki są wykonywane z zircaloyu - stopu cyrkonowego z domieszkami ok. 1,5–2,5% cyny oraz niewielkimi dodatkami niklu, chromu, niobu i żelaza.
Lekka woda, w której zanurzony jest rdzeń, spełnia potrójną rolę: chłodziwa, moderatora i reflektora, czyli odbiera ciepło z rdzenia, spowalnia neutrony i odbija do wnętrza reaktora neutrony, ktore chcą uciec na zewnątrz. Neutrony są przez wodę spowalnianie do prędkości termicznych o energiach do ok. 0,1 eV, a więc reaktor PWR jest lekkowodnym reaktorem termicznym.
Woda jest doskonałym chłodziwem - tanim, bezpiecznym, o bardzo dobrze znanych właściwościach termodynamicznych i fizycznych, a jednocześnie jest dobrym moderatorem. Spowalnia skutecznie neutrony, ale ze względu na ich znaczne pochłanianie przez wodór, narzuca konieczność użycia jako paliwa uranu lekko wzbogaconego (3...5% U235), gdyż przy użyciu uranu naturalnego nie osiągnęłoby się stanu krytycznego.
Poważną wadą wody jest silne oddziaływanie korozyjne, szczególnie w wysokich temperaturach.