مفاعل الماء المضغوط
ويسمى أيضاً اختصاراً م.م.مضغوط (مفاعل ماء مضغوط)، Pressurized Water Reactor) PWR). وهو من فئة مفاعلات الماء الخفيف (م.م.خ. [١] - الجيل الثاني)،Light Water Reactor) LWR) التي تستخدم الماء الخفيف (العادي).
يختلف مفاعل الماء المضغوط عن مفاعل الماء المغلي من حيث أن مفاعل الماء المغلي له دائرة واحدة للماء والبخار من خزان الضغط للمفاعل إلى التوربينات بينما يجري ذلك في مفاعل الماء المضغوط في دائرتين. الدائرة الأولية هي دائرة المفاعل وهي عالية الشوائب المشعة حيث يلامس ماء التبريد وحدات الوقود النووي مباشرة. وتلتقي الدائرة الأولية خارج خزان المفاعل مع الدائرة الثانوية عند طريق مبادلات حرارية فيكون البخار الذي يدير التوربينات تقريبا خاليا من الشوائب المشعة. يدير بخار الماء ذو ضغط عالي التوربينات ، ويتصل على محورها المحول الكهربائي الضخم الذي ينتج التيار الكهربائي. وفي معطم أنحاء العالم تغلب مفاعلات الماء المضغوط لإنتاج القدرة الكهربائية.
آلية العمل
في الدارة الأولية، يُضغط الماء بواسطة ضاغط حتى يصل إلى ضغط حوالي MPa 15.5 ميجا باسكال ويدخل حاوية الضغط للمفاعل من أعلى ويسري في الداخل بين جدار الحاوية وقلب المفاعل ليصل إلى أسفل، حيث يوزَّع على القلب ويُضخ صعوداً خلال القلب الذي يحتوي على وحدات الوقود النووي ليخرج بعدها من أعلاها. تكون درجة حرارته عند الدخول حوالي 290 درجة مئوية (سيلزية C) وتبلغ 325 درجة تقريباً عند الخروج. بخلاف مفاعل الماء المغلي، إن عملية ضغط الماء في الدارة الأولية (وهي الدائرة الوحيدة) تمنعه من الغليان في قلب المفاعل.
يتم التحكم في سير التفاعلات النووية وبالتالي في إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة قضبان التحكم التي تزج بين وحدات الوقود وتقوم هذه القضبان بتهدئة التفاعلات عن طريق امتصاصها للنيوترونات البطيئة الزائدة. ويتم التحكم في معدل التفاعلات من خلال خفض أو رفع قضبان التحكم في قلب المفاعل.
عند خروج الماء من قلب المفاعل يدخل في مبادل حراري في الدارة الثانوية حيث يسخن الماء تحت ضغط أقل منه في الدارة الأولية مولداً بخاراً ذو ضغط عالي فيحرك زعانف توربين بخاري فيدور التوربين. ويتصل التوربين على محوره بمولد كهربائي ضخم فتتولد الطاقة الكهربائية. وتبلغ قدرة مفاعلات الماء المضغوط الحديثة بين 900 إلى 1.100 ميجاوات. يخرج بخار الماء من التوربين ويمر في مكثف حيث يعاد إلى الحالة السائلة ومنه إلى المبادل الحراري وهكذا.
الوقود وإنتاج الطاقة
تتألف البنية الأساسية لقلب المفاعل من مصفوفة وحدات (تجميعة وقودية) بقياس 20 cm x 20 cm x 4m وتحتوي الوحدة غالباً على17x17 قضيبا من أكسيد اليورانيوم المغلف بأنبوب من سبيكة الزركونيوم (Zircaloy) بقطر حوالي 1 سنتيمتر ويكون أوكسيد اليورانيوم داخلها في شكل أقراص اسطوانية صغيرة، تتراوح نسبة تخصيب اليورانيوم فيها من 2 إلى 4 أو تزيد.
يتراوح عدد الوحدات الوقودية بين 190 إلى 240 في قلب مفاعل كبير، وتحتوي على 90.000 إلى 125.000 كيلوجرام من ال . ويشكل قلب المفاعل في هيئة مصفوف اسطواني يبلغ قطره 3,5 متر بارتفاع يتراوح بين 3,5 إلى 4 أمتار. وكل وحدة من وحدات الوقود يتخللها عدد من قضبان التحكم تمتص النيوترونات الزائدة.
اقرأ ايضا
- مفاعل نووي
- تفاعل نووي
- وقود نووي
- مفاعل ماء خفيف
- مفاعل بتبريد غازي تقدمي
- مفاعل كاندو
- مفاعل الماء المغلي
- مفاعل استنسال سريع
- مفاعل سريع بتبريد الرصاص
- مفاعل ملح منصهر
- مفاعل بتبريد غازي تقدمي
- قائمة الحوادث النووية المدنية
- سلاح نووي
- تقنية نووية
- مفاعل الماء الثقيل المضغوط
| |||||
مراجع
- Nuclear Reactor Physics; Weston M. Stacey, Georgia Institute of Technology; Wiley-Interscience Publication, 2001
- الجيل التالي من الطاقة النووية، الترجمة العربية لمقال:Next-Generation Nuclear Power; James A. Lake, Ralph G. Bennett, John F. Kotek; Scientific American 2002; مجلة العلوم، مايو - يونيو 2002، المجلد 18
be:Вода-вадзяны ядзерны рэактар be-x-old:Вода-вадзяны ядзерны рэактар ca:Reactor d'aigua pressuritzada cs:Tlakovodní reaktor de:Druckwasserreaktor el:Αντιδραστήρας πεπιεσμένου ύδατος Pressurized water reactor]] eo:Premakva reaktoro es:Reactor de agua a presión fa:راکتور آبی فشرده fi:Painevesireaktori fr:Réacteur à eau pressurisée hr:PWR hu:Nyomottvizes reaktor it:Reattore nucleare ad acqua pressurizzata ja:加圧水型原子炉 ko:가압수형 원자로 nl:Drukwaterreactor pl:Reaktor wodny ciśnieniowy pt:Reator de água pressurizada ru:Водо-водяной ядерный реактор sl:Tlačnovodni reaktor sr:Реактор са водом под притиском sv:Tryckvattenreaktor vi:Lò phản ứng nước áp lực zh:压水反应堆
