JAES Learning

Bên ngoài, đảo hạt nhân trông giống như một khối bê tông lớn để cô lập lò phản ứng đặt ở trung tâm cơ sở. Trong lò phản ứng, chúng ta tìm thấy lõi hoặc hạt nhân được cấu tạo từ vật liệu phân hạch, thường là hỗn hợp của uranium-238 và uranium-235. Một chất điều tiết, thường là nước nặng hoặc graphite, được sử dụng để làm chậm các neutron sinh ra, làm tăng khả năng phân hạch.

Trong lò phản ứng cũng có các thanh điều khiển bằng kim loại được sử dụng để bắt neutron dư thừa và được đưa vào lõi để điều tiết công suất của phản ứng, và nếu cần thiết để dừng quá trình trong trường hợp nguy kịch. Nếu phản ứng đạt đến mức độ nguy kịch, nó sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng, dẫn đến lõi bị nóng chảy, làm hỏng tường chứa và phát tán vật liệu phóng xạ vào môi trường. Các mảnh của phản ứng khi giảm tốc độ tạo ra nhiệt được chất lỏng truyền nhiệt bao quanh lõi uranium hấp thụ. Đơn giản mà nói, chất lỏng truyền nhiệt hoạt động tương tự như nước nóng trong hệ thống sưởi có bộ tản nhiệt, trong đó nước mang nhiệt do lò đốt tạo ra đến các điểm khác nhau trong phòng. Chất lỏng truyền nhiệt nén đi tới lõi có nhiệt độ 290°C và đạt đến 320°C ở áp suất 15 MPa để không bị sôi.

Chất lỏng đã được đun nóng đi qua một máy phát hơi, nơi tạo ra hơi nước bão hòa ẩm; tại thời điểm này, nó đi qua một bộ tách ẩm, biến nó thành hơi nước bão hòa khô, và thông qua một hệ thống dẫn, được vận chuyển đến một tuabin hơi đặt trong đảo thông thường ở nhiệt độ cuối cùng là 290°C và áp suất 5 MPa. Một bộ điều áp được sử dụng để duy trì áp suất ổn định. Tuabin là một thiết bị truyền động sử dụng năng lượng nhiệt của hơi nước, chuyển đổi nó thành công cơ học. Với năng lượng đã được chuyển đổi, tuabin làm quay máy phát điện được sử dụng để sản xuất điện năng; nguyên tắc tương tự được sử dụng trong các nhà máy phát điện nhiên liệu phổ biến nhất, cũng như trong các nhà máy thủy điện hoặc các trang trại điện gió.

Như chúng ta đã thấy, toàn bộ quy trình tạo ra một lượng lớn hơi nước, cần được quản lý khi nó thoát ra khỏi tuabin; bằng cách làm nguội, hơi nước trở lại trạng thái lỏng và có thể tái sử dụng trong quy trình. Một bộ ngưng được đặt dưới tuabin để làm mát hơi nước và nhờ một chất làm mát, nó được biến đổi thành nước. Khối lượng nước đi ra từ bộ ngưng có nhiệt độ rất cao và không thể thải ra bể chứa gốc, nếu không sẽ làm hỏng hệ sinh thái; đó là lý do tại sao người ta ưu tiên xây dựng nhà máy điện hạt nhân gần sông, hồ hoặc biển, nơi khối lượng nước lớn có thể hạ dần nhiệt độ nước từ bộ ngưng mà không gây hại. Đối với các nhà máy được xây dựng trong đất liền, cần có một vòng làm mát kín; hệ thống được sử dụng phổ biến nhất là các tháp làm mát tuần hoàn tự nhiên hoặc cưỡng bức, với sự hỗ trợ của các quạt lớn.