カナダのCANDU重水炉原子炉のしくみ
この重質原子炉の設計はカナダで開発されたものなので、CANDU原子炉はその名前をつけた。それはCANada重水素ウランを表す。 重水素は重水の主要元素であり、ウランはこの原子炉クラスで使用される燃料です。
世界各地のCANDU重水炉原子炉
カナダの20基の原子炉はすべてCANDU設計のものです。 CANDUの原子炉を持つ他の国には、アルゼンチン、中国、インド、韓国、パキスタン、ルーマニアなどがあります。
インドには16種類の「CANDU誘導体」または一般的な重水減速炉があります。 48のCANDU原子炉とCANDUの原子炉は、世界中の原子炉の約11％を占めています。
CANDU設計を使用している発電所では、原子力発電の約21％を占める23,000メガワット以上が発電されていると推定されています。 1メガワットは一般的に平均的な750の家庭に電力を供給するのに十分です。
CANDU原子炉と軽水炉の違い
重水原子炉と軽水原子炉は 、核分裂や原子分裂の複雑な物理学をどのように創造し、管理するかで、発電機を駆動するための蒸気を作り出すためのエネルギーと熱を作り出す点が異なります。 米国で使用されている原子炉はすべて軽水設計です。 いくつかの大きな相違点は、軽水炉とCANDU重水減速設計とを区別するものであり、以下の設計特徴が含まれる。
炉心： CANDU炉の核心は、カランドンドリアと呼ばれる水平の円筒形のタンク内に保持される。 燃料チャンネルは、カランドンドリアの一方の端から他方の端まで延びている。 カランドンドリア内の各チャンネルには2つの同心円チューブがあります。 外側の管はカランドリア管であり、内側の管は圧力管である。 内管は燃料と加圧重水クーラントを保持します。
この設計は、運転中の給油を可能にする。
対照的に、軽水炉の炉心は垂直であり、燃料ペレットで満たされた金属管の束である垂直燃料集合体を含む。 炉心は格納容器内に保持される。
燃料：減速材として濃縮ウラン燃料と軽水を使用するように設計された他の原子炉とは異なり、CANDU重水炉は非濃縮の天然ウラン酸化物を燃料として使用し、重水は減速材として使用します。
司会者：モデレータは、核分裂を引き起こし、連鎖反応を持続させるために、核分裂から放出された中性子を減速させる原子炉炉心の材料です。 軽水炉の減速材は普通の水ですが、CANDU重水炉はD20の化学式を持つ重水または重水酸化物を使用しています。
H20のよく知られた化学組成を有する通常の水と異なり、重水は重水素の2つの原子を含む。 重水素を持たない普通の水素と最も一般的な形の陽子とは異なり、重水素は中心に中性子を持つ。
クーラント：クーラントは、原子炉炉心を循環して熱をそこから移動させ、エネルギー生産を停止させるメルトダウンを防止します。 水減速材は、軽水炉の一次冷却材としても機能する。
CANDUリアクターは、軽水または重水の冷却液を使用します。
電気を作るためにCANDU原子炉がどのように機能するか
重水クーラントは、閉ループ内で炉心の管を通してポンプ輸送される。 管は、炉心で起こる核分裂から発生した熱を拾う燃料バンドルを含む。 重水クーラントループは蒸気発生器を通過し、そこでは重水からの熱が通常の水を沸騰させて高圧蒸気となる。 冷却された重水は、閉ループ冷却サイクルが継続する間、反応器に循環される。
蒸気発生器からの高圧蒸気は、従来のタービンに電力を供給するために原子炉格納建屋の外部に配管される。 これらのタービンは発電機を駆動して発電し、送電網に配電されます。 原子炉は電気を生産するために使用された設備とは別になっています。
タービンから出る蒸気は凝縮されて水に戻され、蒸気発生器に戻される。