TEST GRILA 1-SISTEMUL MODERATORULUI

TEST GRIL~ NR.1

De ce D₂O este cel mai bun moderator?

este lichid, cu propriet`\i fizice foarte asem`n`toare cu apa u]oar`.

are puterea de [ncetinire mai mare dec@t a celorlal\i moderatori, ceea ce permite utilizarea uraniului natural drept combustibil.

c)      are S mai mare, respectiv S_a ]i z (decrementul energiilor) mai mic` dec@t a celorlal\i moderatori.

Raportul de moderare al D₂O este:

de zeci

sute

mii de ori mai bun dec@t al H₂O

Printre efectele pozitive ale separ`rii moderatorului fa\` de AR la PHWR men\ion`m:

presiunea sc`zut` a moderatorului permite utilizarea calandriei ]i nu a vasului de presiune.

[n moderator se genereaz` o putere de cca 5 % din P<sub>tn</sub> a RN [n plus fa\` de cea preluat` de AR.

moderatorul serve]te ca mediu de dispersie al otr`vurilor f`r` s` afecteze SPTC.

Moderatorul D₂O are o concentra\ie izotopic` standard de:

La concentra\ia izotopic` standard la puterea nominal` ]i echilibru combustibilul:

are un grad de ardere nominal   de 7500 10 % MW_{t zi} / t U;

are o vitez` de [nc`rcare de 15,7 fasc. / zi;

RN atinge K maxim.

Concentra\ia izotopic` minim` a D₂O moderator admis` [n func\ionare RN este:

Printre efectele negative ale separ`rii modratorului de AR [n RN + PHWR men\ion`m:

cre]terea volumului zonei active;

RN are pierderi mari de c`ldur` [n moderator (h

Ccomplexitatea mare a sistemului modrator ]i a subsistemelor acestuia.

Sc`derea concentra\iei izotopice a moderatorului conduce la:

sc`derea rezervei de reactivitate a RN

b)     sc`derea gradului de ardere;

cre]terea pre\ului de producere a energiei electrice.

Func\ionarea RN - PHWR la limita inferioar` a concentrs\iei izotopice a moderatorului necesit` pe termen scurt:

sc`derea puterii RN sub P_n;

golirea sistemului de control zonal cu H₂O;

retragerea barelor de compensare.

Dintre cauzele sc`derii concentra\iei izotopice a moderatorului [n timpul func\ion`rii normale men\ion`m:

adaos accidental de D₂O degradat`;

infiltrare de aer - in gazul de acoperire;

infiltrare de aer ]i vapori de H₂O [n returul sistemului de colectare a moderatorului.

Tritiu se formeaz` prin reac\ia D² (n, g)T³:

[n timpul func\ion`rii normale prin absorb\ia de c`tre deuteriu de neutroni rapizi ]i termici;

numai prin absorb\ia de neutroni termici;

prin ac\iunea radia\iei g asupra deuteriului.

Ce tip de radia\ii se produce la formarea tritiului din deuteriu ]i dezintegrarea lui [n He?

b

g

a b g

Timpul de [njum`t`\ire pentru T³ este de:

27 s;

12 ani;

93 zile.

Concentra\ia de T³ [n moderator:

depinde de sarcina reactorului ]i timpul de func\ionare;

[n func\ionarea de lung` durat` ajunge la 40 - 80 Ci / kg D₂O;

scade rapid dup` oprirea reactorului.

Pentru men\inerea concentra\iei de T³ [n moderator la un nivel admisibil:

se [nlocuie]te par\ial moderatorul   cu D₂O proasp`t`;

se adaug` agent primar (D<sub>2</sub>O) care are o concentra\ie de T<sup>3</sup> mult mai mic` ]i D₂O cu concentra\ie izotopic` mare;

nu se iau m`suri deosebite deoarece dup` oprirea RN concentra\ia de T³ scade rapid la zero.

Cei mai importan\i izotopi b ]i g activi produ]i [n modrator prin reac\ii de absorb\ie de neutroni se ob\in din urm`torii izotopi naturali ai oxigenului:

O¹⁶ (abunden\a natural` (an) = 99,76; O¹⁶ (n,p)N¹⁶ t_1/2 = 7,43 s;

O¹⁷ ( (an = 0,0374; O¹⁶ (p,a) NB¹³, t_1/2 = 600 s;

O¹⁸ (an = 0,204; O¹⁸ (n,g) O¹⁹, t_1/2= 27 s.

Reac\iile de ob\inere a radioizotopilor ₊N¹⁶ ]i ₈O¹⁹ sunt reac\ii de absorb\ie a:

radia\iilor a ]i b

neutronilor rapizi;

neutronilor termici.

Datorit` c`ror radia\ii ale izotopilorm N¹⁶ ]i O¹⁹ sistemul moderatorului nu este accesibil [n timpul func\ion`rii:

a

b ]i g

c)      g

Timpul de [njum`t`\ire al radioizotopilor N¹⁶ ]i O¹⁹ sunt de ordinul:

secunde;

minute;

ore.

Protec\ia contra radia\iilor emise de N¹⁶ ]i O¹⁹ [n sistemul moderatorului se face prin:

m`suri administrative (acces controlat la sistem [n timpul func\ion`rii, autoriza\ie, indicatoare de interdic\ie etc.);

m`suri de operare ([n caz de acces - reducerea puterii RN);

nu este cazul.

Concentra\ia de echilibru a tritiului [n sistemul circuitului primar este de 30 - 40 ori mai mic` dec@t [n sistemul moderatorului deoarece:

neutronii "se nasc" prin tensiuni [n combustibil unde fluxul este de dou` ori mai mare dec@t [n moderator;

timpul de expunere a D₂O moderator este mult mai mare dec@t a D₂O - AR;

fluxul de neutroni termici [n moderator este mai mare [n moderator dec@t [n AR.

Sistemul principal - de r`cire - al moderatorului [ndepline]te urm`toarele func\ii:

asigur` evacuarea c`ldurii din moderator la orice regim de func\ionare;

regleaz` concentra\iile de D₂ ]i O₂ produ]i prin radioliza D₂O;

regleaz` nivelul moderatorului [n calandrie corespunz`tor puterii termice a RN.

Principala surs` de c`ldur` din moderator este:

nuclear` (procesul de moderare ]i de absorb\ie a radia\iilor ]i neutronilor);

transferul de c`ldur` de la tuburile de presiune;

c`ldura introdus` prin func\ionarea pompelor moderatorului.

Pentru a asigura evacuarea c`ldurii din moderator la plin` sarcin`, la sarcini par\iale sau dup` oprirea RN schema sistemului de r`cire al moderatorului are:

pompe cu tura\ie variabil` (2 x 100 %);

pompe cu dou` motoare de antrenare pe acela]i ax cu puteri ]i tura\ii diferite;

schimb`toare de c`ldur` (2 x 50 %) care pot func\iona fie [n serie, fie [n paralel.

Reglarea temperaturii moderatorului se realizeaz`prin:

reglarea debitului de D₂O   prin reactoarele sistemului;

reglarea debitului de H₂O vehiculat` pentru r`cirea moderatorului prin reactori (folosind bucla (robinet) de reglaj);

ajustarea schemei - num`r de pompe ]i, respectiv, de schimb`toare [n func\iune.

Rezervorul principal al moderatorului are:

a)     de a stoca D₂O moderator pentru umplerea / golirea calandriei;

s` preia varia\iile de volum din exploatare ale moderatorului [n scopul men\inerii nivelului ]i presiunii din calandria ck\onstante;

s` permit` dezactivarea moderatorului prin sta\ionarea acestuia un timp de ordinul secundelor (de acela]i ordin de m`rime cu timpul de [njum`t`\ire al radioizotopilor N¹⁶ ]i O¹⁹.

Volumul moderatorului poate varia [n exploatare datorit`:

scurgerilor sau injec\iilor de D₂O;

injec\iilor de bor sau gadoliniu;

varia\iilor de volum de H₂O din dispozitivelor de reglaj zonal.

Componentele sistemului de r`cire a moderatorului sunt:

din o\el carbon puternic aliat;

din o\eluri inoxidabile cu excep\ia mantalelor r`citoarelor moderatorului;

din zircaloy pentru a evita absorb\ia de neutroni.

Sistemul gazului de acoperire:

regleaz` presiunea moderatorului la cca. 1,1 at.;

[mpiedic` contactul moderatorului cu aerul ]i vaporii de ap` din atmosfer`;

preia varia\iile de volum ale moderatorului ]i men\ine un raport D₂ / O₂ pentru a evita [n orice situa\ie aprinderea ]i explozia gazelor.

Gazul din sistemul de acoperire a moderatorului este:

azotul, pentru c` este foarte captiv;

b)     Heliul, pentru c` are sec\iunea de absorb\ie foarte mic`, este ieftin ]i se poate men\ine u]or etan]eitatea componentelor sistemului;

dioxidul de carbon.

Sistemul gazului de acoperire are compresoare [n solu\ia:

2 x 50 %;

3 x 50 %;

2 x 100 %.

P`trunderea aerului [n gazul de acoperire:

nu are nici un efect;

ae produce acid azotic cu efecte negative [n cre]terea concentra\iei de D₂;

c)      apare radioizotopul Ar⁴¹ g - radioactiv ]i t_1/2 = 110 min.

Concentra\ia de D₂ admisibil` [n gazul de acoperire este de:

{nc`lzitoarele electrice din cadrul instala\iilor de recombinare au rolul de a:

[nc`lzi amestecul de gaze la intrarea [n recombinatoare pentru a facilita reac\ia la orice regim de func\ionare;

[mpiedic` umplerea catalizatorului c@nd RN este oprit;

vaporizeaz` apa grea rezultat` [n urma reac\iei de recombinare.

Pentru recombinarea D₂ cu O₂ provenit din radioliza D₂O este necesar ca raportul D₂/O₂ s` fie 2. {n majoritatea timpului de exploatare acest raport este > 2 datorit`:

consumului de oxigen [n opritoarele de fl`c`ri;

coroziunii materialelor de structur`;

reac\iilor de oxidare cu r`]inile sau resturile de ulei din D₂O.

Protec\ia la suprapresiune a sistemului moderator se realizeaz`:

prin reglarea presiunii gazului de acoperire cu butelii de He;

prin deschiderea supapelor de siguran\` la o presiune mai mare de 110 kPa;

prin spargerea discurilor de rupere la o presiune mai mare de 120 kPa.

Ventilele de purjare se deschid la:

dep`]irea concentra\iei de 2 % a D₂ [n gazul de acoperire;

detectarea de urme de N₂ [n gazul de acoperire;

la intrarea [n func\iune a SOR2.

Concentra\ia de D₂ [n gazul de acoperire:

scade cu cre]terea conductivit`\ii moderatorului;

cre]te la apari\ia unor urme de ulei de la compresoarele de He;

cre]te cu cre]terea puterii reactorului ]i sc`derea presiunii gazului de acoperire.

Sc`derea concentra\iei de D₂ [n gazul de acoperire se produce la:

sc`derea temperaturii moderatorului;

p`trunderea de aer [n gazul de acoperire;

otr`virea cu gadoliniu sau bor.

...44 Pentru a face o compara\ie [ntre otr`virea cu bor (B) ]i gadoliniu, [n tabelul de mai jos complecta\i dup` caz cu semnul =; <; >:

Rezervorul de [nt@rziere din sistemul de colectare D₂O:

este cilindric, din o\el inoxidabil ]i are capacitatea de cca. 37 l;

are rolul de a introduce o [nt@rziere pe traseul de colectare de cca 80 s;

la partea superioar` este conectat la sistemul gazului de acoperire.

Cursul I Sisteme; Sistemul; moderatorului; Principii

Clasificarea sistemelor de proces (scop, amplasare).

Fluxuri de mas` ]i energie ale CNE care au leg`tur` cu exteriorul.

Fluxuri materiale ]i energie [n interiorul CNE.

De ce D₂O este cel mai bun dar ]i cel mai scump moderator (S_s S_sx S_a S_sx S_a

De ce filiera PHWR impune introducerea unui sistem distinct al moderatorului (separarea moderatorului de AR).

Men\iona\i ]i comenta\i efectele pozitive ale separ`rii moderatorului de AR la PHWR.

Care sunt efectele negative cele mai relevante la separarea moderatorului fa\` de AR.

Care este concentra\ia izotopic` nominal` a D₂O - moderator? Care sunt limitele admisibile ale concentra\iei izotopice ale D₂O moderator?

Enumera\i efectele sc`derii concentra\iei izotopice a moderatorului sub limita superioar` admis`.

Care sunt efectele func\ion`rii RN PHWR la limita superioar` admis` a concentra\iei izotopice a moderatorului?

Efectele cre]terii concentra\iei izotopice a moderatorului.

De unde provine T³ [n moderator ]i de ce este el nedorit ]i periculos [n exploatarea RN PHWR?

Varia\ia teoretic` ]i real` a activit`\ii T³ [n RN [n timp.

Limitele superioare ale activit`\ii T³ din moderator ]i din AR.

Scrie\i reac\iile de absorb\ie a neutronilor pentru ₈O¹⁶ ]i ₈O¹⁸. Consecin\e.

Timpii de [njum`t`\ire ai izotopilor radioactivi N¹⁶ ]i O¹⁹. Consecin\e.

M`suri de protec\ie contra radia\iilor emise de N¹⁶ ]i O¹⁹.

Indica\i principalele pericole radioecologice asociate cu apa grea moderator.

De ce produc\ia de tritiu este mai mare [n moderator dec@t [n AR?

De ce tritiul provenit din sistemul primar de transport al c`ldurii are o mai mare contribu\ie la doza [ncasat` de personal fa\` de tritiul din moderator?

Care sunt sursele de [mc`lzire din moderator la func\ionarea normal` ]i dup` oprire?