Как управлять ядерным реактором

Description

Эта книга объясняет, как устроен и как действует ядерный реактор и что нужно знать его оператору для обеспечения стабильной и безопасной работы. Коротко изложена история развития ядерных реакторов, представлены различные их типы и подробно рассмотрен один из них – водо-водяной реактор (PWR), начиная с конструкции и заканчивая особенностями управления. Автор книги, признанный эксперт в области безопасной эксплуатации реакторов, уделяет особое внимание устранению аварийных ситуаций. Книга предназначена широкому кругу читателей, интересующихся современной физикой и энергетикой. От издательства Предисловие и благодарности Глава 1. Человек и его собака 1.1. Чтение этой книги не даст вам необходимой квалификации для управления ядерным реактором 1.2. Что включает в себя эта книга 1.3. Три основных понятия 1.4. И в заключение Глава 2. Физика – это интересно! 2.1. Атомы и их ядра 2.2. Распад 2.3. Быстрые и медленные нейтроны 2.4. Цепная реакция Глава 3. Подружитесь с нейтронами 3.1. Введение в реактивность 3.2. Найлы и миллинайлы 3.3. Топливо для реакторов 3.4. Стержни управления 3.5. Точка кипения воды Глава 4. Критичность не так плоха, как о ней говорят 4.1. Критичность: одна из фантастически величайших ошибок 4.2. Начало докритического состояния: выключение реактора 4.3. Приближение к критичности 4.4. Сверхкритический режим: также нет проблем 4.5. Быстрые и запаздывающие нейтроны 4.6. Чикаго Пайл 1 (CP-1) Глава 5. Что делает ядерную энергию особенной? 5.1. Компактный источник энергии 5.2. Продукты распада 5.3. Остаточное тепловыделение 5.4. Самое плохое, что может случиться Глава 6. Из каких частей состоит реактор 6.1. Корпус реактора 6.2. Парогенератор 6.3. Насос охлаждения реактора 6.4. Компенсатор давления 6.5. Установка всего вместе 6.6. Внутри «коробки» 6.7. Некоторые цифры Глава 7. Выведение и введение управляющих стержней 7.1. Когда стартовать? 7.2. Вы защищены? 7.3. Прогнозирование критичности 7.4. Изменение содержания бора 7.5. Первые шаги 7.6. Приближение к критическому режиму 7.7. Ожидание критического режима 7.8. Удвоенное время и скорость запуска 7.9. И что дальше? Глава 8. Сколько ватт? 8.1. Три проблемы с потоком нейтронов 8.2. Азот-16 8.3. Использование тепла в первичном контуре 8.4. Использование тепла во вторичном контуре 8.5. Почему не работают прямые способы измерения электрической мощности 8.6. Назад, к делению Глава 9. Стабильность реактора (часть первая) 9.1. Температура топлива 9.2. Температура замедлителя 9.3. Это PWR, и он стабилен 9.4. Другой коэффициент 9.5. Чернобыльский реактор № 4, 26 апреля 9.6. Помните, что у вас PWR Глава 10. Что можно сделать со всем этим паром 10.1. Парогенератор: взгляд с другой стороны… 10.2. Главный паропровод 10.3. Паровые турбины 10.4. Турбина высокого давления 10.5. Повторное использование пара 10.6. Холодильник 10.7. Путь назад 10.8. Генератор 10.9. Взгляд сверху на систему охлаждения электростанции Глава 11. Большая красная кнопка 11.1. Что дальше? 11.2. Аварийная остановка… 11.3. Что делают в главном пульте управления 11.4. Сколько реакторов в мире? Глава 12. Стабильность реактора (часть вторая) 12.1. Условия работы парогенератора 12.2. Передача тепла 12.3. Практический пример: малые изменения электрической мощности 12.4. Программируемое удержание мощности 12.5. Сброс пара 12.6. И наконец…бор 12.7. Процедура разведения бора Глава 13. Выход на новый уровень 13.1. Стабильность при малой мощности 13.2. Обращение с турбиной 13.3. Запуск вращения 13.4. Синхронизация 13.5. Увеличение мощности турбины Глава 14. Приступим! 14.1. Увеличение мощности реактора 14.3. Распределение мощности 14.4. Йод и ксенон 14.5. Накопление ксенона 14.6. Ксенон после выключения 14.7. Январские распродажи Глава 15. Мощность, и как ею управлять 15.1. Набор инструментов 15.2. Практический пример: значительное уменьшение мощности 15.3. Что делать в реальности 15.4. Контроль аксиального распределения мощности 15.5. И ксенон 15.6. Гибкая работа 15.7. Следование за нагрузкой 15.8. Посмотрим вперед Глава 16. Стационарная мощность – и все? 16.1. Слово Q 16.2. Выгорание 16.3. Первичный контур 16.4. Парогенератор 16.5. Расход пара 16.6. Что еще можно сделать? 16.7. Предсказание критического режима Глава 17. Это все о безопасности 17.1. Интервью 17.2. Строительство моста 17.3. Декларация безопасности 17.4. Что можно сделать неверно с PWR? 17.5. Три «С» 17.6. Автоматическая защита 17.7. Инженерно-технические средства безопасности 17.8. Сколько безопасности означает «достаточно безопасности»? 17.9. Пожар на Уиндскэйл 17.10. Интернациональные перспективы 17.11. Допустимый риск 17.12. Только маленький… Глава 18. Что может пойти не так (и что с этим делать) 18.1. Можете ли вы справиться? 18.2. Авария 1: потеря сети 18.3. Естественная циркуляция 18.4. Аккумуляторы и аварийные электрогенераторы 18.5. Насосы и прочее 18.6. Восстановление после потери сети 18.7. Авария 2: большая потеря охладителя 18.8. Аварийная инжекция воды Глава 19. Меньше не всегда легче 19.1. Авария 3: малая потеря охлаждающей жидкости 19.2. Выбор оператора 19.3. Поиск баланса 19.4. Движение вверх и вниз 19.5. Маленькая LOCA, большие проблемы 19.6. Авария 4: утечка в трубах парогенератора 19.7. Насколько это приемлемо? Глава 20. Что еще можно сделать неправильно? 20.1. Авария 5: поломка главного паропровода 20.2. Авария 6: тяжелые аварии 20.3. Фукусима Дайити 20.4. В перспективе 20.5. Что делать с тяжелыми авариями… Глава 21. Когда теряется сила 21.1. Выбег 21.2. Выключение 21.3. Охлаждение 21.4. Насосы охлаждения реактора 21.5. Бор 21.6. Химики главные 21.7. Охлаждение в охлажденном состоянии 21.8. Поднимание крышки реактора 21.9. Удаление отработанного топлива, перестановка топливных элементов, перезарядка 21.10. Путь назад 21.11. Физические испытания 21.12. В будущем Глава 22. Есть и другие конструкции реакторов 22.1. Немного истории 22.2. Водо-водяные реакторы (PWR) 22.3. Ядерные реакторы на кипящей воде 22.4. Реакторы CANDU 22.5. Реакторы MAGNOX 22.6. Усовершенствованный реактор с газовым охлаждением (AGR) 22.7. Реактор РБМК 22.8. Реактор на быстрых нейтронах 22.9. Торий 22.10. Реакторы на бумаге 22.11. И победителем становится... 22.12. Не принимайте мои слова на веру… Глава 23. Как построить собственный реактор 23.1. Во-первых, топливо 23.2. Плутоний 23.3. Обогащенный уран 23.4. Договор о нераспространении ядерного оружия 23.5. Природный уран 23.6. Этого никогда не будет 23.7. А кто-нибудь пытался? Глава 24. И еще кое-что 24.1. Одна маленькая книга 24.2. Не только операторы 24.3. Использованное топливо… 24.4. …и радиоактивные отходы 24.5. В конце жизни 24.6. Вне сети? 24.7. Книги, аварии и оружие 24.8. Политика и агитация Глава 25. Заключение Предметный указатель