Реактор — устройство для управления цепной реакцией¶

Реактор — устройство, в котором поддерживается управляемая цепная ядерная реакция, а также аппарат, в котором протекают химические, биологические или другие технологические процессы. В современном употреблении слово чаще всего означает ядерный реактор — установку, где в контролируемом режиме происходит деление тяжёлых ядер (или синтез лёгких ядер) с выделением энергии.

¶Ядерный реактор

Ядерный реактор — основной элемент атомной электростанции, а также источника нейтронного излучения для научных и медицинских целей. Принцип работы основан на самоподдерживающейся цепной реакции деления, при которой нейтроны, выбитые из ядра урана-235 или плутония-239, вызывают деление соседних ядер, высвобождая новые нейтроны и энергию.

¶Основные компоненты

• Топливо — обогащённый уран (2–5 % урана-235) в виде таблеток из диоксида урана, помещённых в твэлы (тепловыделяющие элементы).
• Замедлитель — вещество, замедляющее быстрые нейтроны до тепловых: графит, вода или тяжёлая вода. От его типа зависит класс реактора.
• Теплоноситель — жидкость или газ, отводящий тепло из активной зоны: вода, жидкий натрий, углекислый газ, гелий.
• Система управления и защиты — стержни из бора, кадмия или других поглотителей нейтронов; их погружение в активную зону тормозит реакцию, извлечение — ускоряет.
• Биологическая защита — бетонная и свинцовая оболочка, снижающая радиационное излучение до безопасного уровня.
• Контур теплоотвода — парогенераторы, турбины и конденсаторы, преобразующие тепловую энергию в электрическую.

¶Классификация

В России серийно строятся реакторы ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 (проект «Атомные ледоколы» и зарубежные заказы). На Балаковской, Калининской и Нововоронежской АЭС работают установки семейства ВВЭР. Ведутся работы над реакторами нового поколения: «Брест-300» на быстрых нейтронах (Северск) и малогабаритные установки для удалённых районов.

¶История

Первый в мире ядерный реактор — Chicago Pile-1 — был собран 2 декабря 1942 года под руководством Энрико Ферми в Чикагском университете. В СССР первый реактор Ф-1 запущен 27 декабря 1946 года в Москве, под руководством Игоря Курчатова. Первый промышленный реактор для производства плутония работал в Обнинске; первая АЭС в мире — Обнинская АЭС с реактором АМ-1 — начала отдавать электричество 27 июня 1954 года.

¶Химический реактор

В химической технологии реактор — аппарат, в котором происходят химические реакции: синтез аммиака, крекинг нефти, полимеризация, ферментация. По типу разделяют реакторы периодического и непрерывного действия, по агрегатному состоянию среды — гомогенные и гетерогенные. Ключевые параметры — температура, давление, время контакта реагентов, наличие катализатора.

¶Биореактор

Биореактор — закрытая ёмкость для выращивания микроорганизмов, клеток или тканей в контролируемых условиях. Применяется в микробиологии, биотехнологии, фармацевтике (производство антибиотиков, вакцин, ферментов). Оснащается системами подачи питательных сред, аэрации, поддержания температуры и pH.

¶Реактор в других значениях

• Реактивный двигатель — сокращённо «реактор» в авиации не употребляется, но термин «реактивное движение» лежит в основе работы турбореактивных двигателей.
• Реактор — участник химической реакции в переносном смысле, но чаще в физике это сокращение от «активный реактор» — обозначение активной зоны установки.

¶Значение

Ядерные реакторы обеспечивают около 10 % мировой электроэнергии. В России работают 11 атомных станций суммарной мощностью свыше 30 ГВт; российские технологии ВВЭР экспортируются в Турцию, Индию, Белоруссию, Египет, Венгрию. Атомные ледоколы с реакторами АМБ и КЛ-40 обеспечивают проводку судов по Северному морскому пути.

История:

• Большая советская энциклопедия, статья «Ядерный реактор»
• Ф. Дункан, «Ядерные электростанции», М.: Мир
• М. В. Блашков, «Атомная энергетика России», 2019
• Encyclopædia Britannica, «Nuclear reactor»