CANDU (Canadian D2O Uranium)

Энергетика

Есть еще один способ воздействовать на поглощение нейтронов  не касаясь чистоты материала. Вы слышали, наверное, что существуют тяжеловодные реакторы. Эти реакторы используются, в основном, в Канаде и называются CANDU (Canadian D2O Uranium), они канального типа, похожи на РБМК, но только вместо графита там в качестве замедлителя нейтронов используется тяжелая вода. Тяжелая вода получается электролизом обычной воды, потому что дейтерий содержится в воде в виде примеси, составляющей сотые доли процента. Поскольку атом дейтерия более тяжелый по сравнению с атомом водорода, то при электролизе происходит некоторое разделение этих изотопов. Тяжелая вода получается дорогая, поэтому она применяется в качестве замедлителя прежде всего в тех странах, где много гидростанций – т.е. там, где дешевая электроэнергия (в Норвегии, в Канаде). Так вот, тяжелая вода по сравнению с графитом поглощает нейтроны еще  раз в пятьдесят, наверное, меньше и на практике это привело к тому, что эти канадские реакторы могут использовать необогащенное топливо – из природного урана. Вот именно за счет того, что знаменатель П в формуле (1) очень маленький (цирконий мало поглощает нейтроны), и если сам замедлитель, которого в объеме много, мало поглощает, то можно снизить и числитель в формуле (1). Если все легководные реакторы (тяжеловодные, легководные – так называются реакторы по замедлителю) требуют обогащенного урана (РБМК  ~ 2 %, ВВЭР ~ 4 %),  то эти канадские тяжеловодные реакторы CANDU могут работать вообще на природном уране. И канадцы, конечно, сэкономили на этом, т.е. им не нужно было развивать  промышленность по разделению изотопов, по обогащению урана, к тому же в Канаде много урановых рудников и это все используется для успешного развития ядерной энергетики.

На этом, собственно, общая, феноменологическая теория реактора заканчивается, потому что на данном этапе можно понять, в каком направлении надо двигаться, но вычислить ничего нельзя, потому что в представленные выражения нигде не входили ни ядерные свойства, ни ядерные константы, т.е. полученные соотношения дают общее понимание, но не позволяют проводить ни детальный анализ, ни тем более вычисления.

Прежде чем перейти к углубленному изучению физических процессов, происходящих в реакторе, давайте наоборот, немного расширим поле изучения реакторов, чтобы вы имели представление о том, какие реакторы вообще существуют, для каких целей используются, т.е. проведем классификацию ядерных реакторов. Это вам даст большее понимание того, что происходит в ядерной энергетике – как в мировой, так и в российской.