Navoiy davlat konchilik inistituti Energo-mexanika fakulteti Energetika yo`nalishi 25cb-20e

2. Atom reaktori (yadro reaktori, atom qozoni) – atom yadrosining boshqariladigan zanjir reaksiyasini amalga oshirish uchun moʻljallangan qurilma. Atom reaktori sanoat energiyasi ishlab chiqarish, fizik tadqiqotlarda ishlatiladigan neytronlar oqimini hosil qilish, sun’iy radioaktiv izotoplar hamda atom elektr stansiyalarida elektr-energiyasi olishda ishlatiladi. Reaksiyadagi neytronlarning tezligiga qarab, Atom reaktori suct va tez neytronli boʻladi. Suct neytronli reaktorlarda yoqilgʻi sifatida tabiiy uran izotoplarining aralashmasi yoki uran (U235) bilan boyitilgan aralashma ishlatiladi. U235 boʻlinishi davrida uchib chiqayotgan tez neytronlar grafit yoki ogir suv yordamida susaytirilib, suct neytronlarga kel-tiriladi. Tez neytronli reaktorda esa susaytirgich ishlatilmaydi. Bunday re-aktorda zanjir reaksiya toʻgʻridan-toʻgʻri tez neytronlar ta’sirida borishi uchun atom yoqilgʻisi – sof U235 izotopi yoki sun’iy izotoplar U233 va Ri239 (pluto-niy) boʻlishi kerak. Atom yoqilgʻisi ma’lum miqdor va hajmda boʻlgandagina zan-jir reaksiya davom etadi va atom reaktori ishlay boshlaydi. Reaktordan chiqib ketayotgan neytronlarni qisman faol zonaga qaytarish uchun bu zona kaytar-gich (ogʻir suv, grafit yoki berilliy) bilan oʻralgan boʻladi. Qaytargich faol zonada hosil boʻlayotgan neytronlardan toʻlaroq foydalanish va reaktorni birmuncha kich-raytirishga imkon beradi. Reaktor tekis ishlashi uchun reaksiya bir me’yorda davom etishi zarur. Aks holda reaktor toʻxtab qolishi yoki uchib chiqayotgan neytronlar soni koʻpayib ketib, reaktor buzili-shi mumkin. Faol zonada ajralayotgan neytronlar sonini ma’lum miqdorda ushlab turuvchi va reaktorning bir me-’yorda ishlashini ta’minlovchi mexanizm Atom reaktorining muhim qismi hisoblanadi. U neytronlarni koʻplab yutadigan moddalar (kadmiy yoki bor)dan tayyorlangan tayoqchalardan iborat. Bu tayoqchalar reak-torning faol zonasiga qoʻzgʻaluvchan qilib oʻrnatiladi (rasmga q.). Uran tayoqchalari 10 dan oʻz-oʻzidan chiqayotgan tez neytronlar susaytirilgach, yoqilgʻi tarkibidagi U238 atomlarini parchalaydi. Natijada zanjir reaksiya toʻxtovsiz davom etadi. Boshqaruvchi tayoqcha 8 (kadmiy yoki bor), oʻlchov asbobi 5, kuchaytirgich 6 va motor 7 bilan birga reaksiyani me’yorga keltiradi. Ikkinchi kadmiy tayoqcha 9 esa reaktorni toʻxtatish uchun xizmat qiladi. Qozon devori 12 bir vaqtning oʻzida qaytargich xizmatini ham oʻtaydi. Issiqlik al-mashuvchi qurilma 13 yordamida uran yoqilgʻisidan chiqayotgan issiqlik energi-yasi olinadi. Energiya reaktorida ana shu qurilma isitgich sifatida ishlatiladi. Olingan energiya atom elektr stansiyalarida turbinalarni harakatga keltiradi. Qalin beton devor 4 reaktordan chiqib ketayotgan neytronlar va nurlarni ush-lab qoladi, kishilarni zararlanishdan saqlaydi. Suzgich (filtr) 1, nasos 2 va quvur 3 yordamida beton devor ichi- i dagi havo doimo almashinib turadi. Re- J aktorlar 0,5 Vt dan 30000 kVt gacha quvvatga ega boʻlib, reaktor markazida har 1 sm2 yuza hisobidan sekundiga 1015 donagacha neytron olish mumkin.Reaktorlar vazifalariga koʻra energetik, eksperimental, ilmiy tadqiqot reaktori hamda yangi boʻlinadigan elementar va radioaktiv izotoplar ishlab chiqaradigan reaktorlarga boʻlinadi. Har qanday reaktor: a) yoqilgʻining turiga; b) sekinlashtiruvchi moddasiga; v) bajaradigan vazifasiga; ye) ishlash rejimiga; j) tuzilishiga qarab harakterlanadi.Energetik reaktorlar asosan suv – suvli, gaz-grafitli hamda suv-grafitli reaktorlarga ajratiladi (bu yerda birinchi soʻz issiqlik uzatkichni, ikkinchisi esa sekinlashtiruvchi moddani anglatadi).Oʻzbekiston Fanlar Akademiyasi Yadro institutida suv-suvli VVR-SM atom reaktori ilmiy tadqiqot va yadro fizikasining yutuqlarini xalq xoʻjaligiga tadbiq qilish maqsadida 1959-yildan beri 2000 dan 10000 kVt gacha (issiqlik) quvvatida ishlab turibdi.Reaktorlarning iqtisodiy tejamliligi va samaradorligini tadqiq qilish uchun quvvati uncha katta boʻlmagan eksperimental reaktorlar quriladi. Atom reaktori reaktorlari neytronlarning yadrolar bilan ta’sirlanishini oʻrganish va neytronlar 764ta’sirida turli kristallarning orga-nik birikmalarning har xil fizik va kimyoviy xossalariga ta’sirini oʻrganish uchun ishlatiladi. Shuning uchun bu re-aktorlarning muhim xususiyati katta (1012 – 10y neytron/sm2s) neytronlar oqimini hosil qilib berishidir. Bunday ilmiy tadqiqot reaktorlarining faol zonasidan neytronlar dastasining tashqariga chiqishi uchun bir nechta qoʻshimcha gori-ontal kanallari boʻladi.Intensivligi yana ham yuqori boʻlgan neytronlar oqimini hosil qilish uchun qisqa davrli (impulsli) rejimda ish-laydigan reaktorlardan foydalaniladi. Misol uchun impulsli grafit reaktorda (IGR) impulsning katta qiymatidagi quvvat 105 MVt ga, neytronlar oqimi esa 1018 neytron/sm2s ga yetadi. Impulsning davom etish vaqti 0,1 s.Barcha reaktorlar ichida yoqilgʻini qayta ishlaydigan reaktorlar (bri-der reaktorlar) muhim ahamiyatga ega. Bu reaktorlarda elektr energiyasi ishlab chiqarish bilan bir qatorda reaksiya hisobiga intensiv yoqilgʻi ishlab chiqarish jarayoni amalga oshadi. Reaktorlar yoqilgʻi va susaytirgichning faol sohada oʻzaro joylashtiri-lishiga qarab, gomogen yoki geterogen boʻlishi mumkin. Gomogen reaktorda yadro yoqilgʻisi susaytirgich bilan bir tekis ara-lashtiriladi. Geterogen reaktorda yadro yoqilgʻi susaytirgichdan ajratilgan.Ad.: Bekjonov R. B., Atom yadrosi va zarralar fizikasi, T., 1995.

3. Yadro inshootining ishlash printsipi uran neytronlarining parchalanish reaktsiyasiga asoslanadi, bir-biri bilan to'qnashuvi, yangi neytronlarga bo'linadi, ular ham o'z navbatida to'qnashadi va ham bo'linadi. Bu reaksiya zanjir reaksiyasi deb ataladi va u atom energetika sanoatining markazida turadi. Bu butun jarayon issiqlik hosil qiladi, bu esa suvni dahshatli issiq holatga (320 daraja Selsiy) qizdiradi. Keyin suv bug'ga aylanadi, bug' turbinani aylantiradi, u elektr generatorini boshqaradi, bu esa elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Atom elektr stansiyasi qurilishi jadal sur'atlar bilan davom etmoqda. Dunyoda atom elektr stantsiyalari sonining o'sishining asosiy sababi - qazib olinadigan yoqilg'ining cheklangan zahiralari, sodda qilib aytganda, gaz va neft zahiralari tugashi, ular sanoat va kommunal ehtiyojlar uchun zarur bo'lib, uran va uranning kamligidir. Atom elektr stantsiyalari uchun yoqilg'i bo'lgan plutoniyga ehtiyoj bor, uning zaxiralari hali ham etarli ... Atom elektr stantsiyasi nima? Bu faqat elektr va issiqlik emas. Elektr energiyasi ishlab chiqarishdan tashqari, atom elektr stantsiyalari suvni tuzsizlantirish uchun ham qo'llaniladi. Masalan, Qozog‘istonda shunday atom elektr stansiyasi bor. Atom elektr stantsiyalarida qanday yoqilg'i ishlatiladi Amalda, atom elektr stantsiyalari atom elektr energiyasini ishlab chiqarishga qodir bo'lgan bir nechta moddalardan foydalanishi mumkin, zamonaviy AES yoqilg'isi uran, toriy va plutoniydir. Toriy yoqilg'isi bugungi kunda atom elektr stantsiyalarida ishlatilmaydi, beri yonilg'i elementlari qisqa bo'lsa, uni yonilg'i elementlariga aylantirish qiyinroq. Yoqilg'i tayoqchalari - bu yadro reaktoriga joylashtirilgan metall quvurlar. Yoqilg'i elementlarining ichida radioaktiv moddalar mavjud. Ushbu quvurlarni tonozlar deb atash mumkin yadro yoqilg'isi... Toriyning kamdan-kam qo'llanilishining ikkinchi sababi - atom elektr stantsiyalarida ishlatilgandan keyin uni murakkab va qimmat qayta ishlash. Plutoniy yoqilg'isi ham atom energetikasida ishlatilmaydi, chunki bu modda juda murakkab kimyoviy tarkibga ega, u hali to'g'ri ishlatilmagan. Uran yoqilg'isi Atom elektr stansiyalarida energiya ishlab chiqaradigan asosiy modda urandir. Bugungi kunda uran uchta usulda qazib olinadi: ochiq yo'l ochiq konlarda, shaxtalarda yopiq va er osti yuvish yo'li bilan, konlarni burg'ulash orqali. Oxirgi usul ayniqsa qiziqarli. Uranni yuvish yo'li bilan olish uchun er osti quduqlariga sulfat kislota eritmasi quyiladi, uran bilan to'yintiriladi va orqaga pompalanadi. Dunyodagi eng katta uran zahiralari Avstraliya, Qozog'iston, Rossiya va Kanadada joylashgan. Eng boy konlar Kanada, Zair, Fransiya va Chexiyada joylashgan. Bu mamlakatlarda bir tonna rudadan 22 kilogrammgacha uran xomashyosi olinadi. Taqqoslash uchun, Rossiyada bir tonna rudadan bir kilogrammdan sal ko'proq uran olinadi. Uran qazib olish joylari radioaktiv emas. O'zining sof shaklida bu modda odamlar uchun unchalik xavfli emas, uranning tabiiy parchalanishi paytida hosil bo'lgan radioaktiv rangsiz gaz radon yanada katta xavf hisoblanadi. Uranni atom elektr stansiyalarida ruda shaklida ishlatish mumkin emas, u hech qanday reaksiya bera olmaydi. Birinchidan, uran xom ashyosi kukunga - uran oksidiga qayta ishlanadi va undan keyin uran yoqilg'isiga aylanadi. Uran kukuni metall "planshetlar" ga aylanadi - u kun davomida 1500 darajadan yuqori haroratlarda yondiriladigan mayda konuslarga bosiladi. Aynan mana shu uran tabletkalari yadro reaktorlariga kirib, u yerda ular bir-biri bilan o'zaro ta'sir qila boshlaydi va pirovardida odamlarga elektr energiyasini beradi. Bir yadroviy reaktorda bir vaqtning o'zida 10 millionga yaqin uran pelletlari ishlaydi. Albatta, uran granulalari xuddi shunday reaktorga tashlanmaydi. Ular tsirkonyum qotishmalaridan tayyorlangan metall quvurlarga joylashtiriladi - yonilg'i elementlari, quvurlar bir-biriga bog'langan holda bog'lanadi va yonilg'i agregatlari - yonilg'i agregatlarini hosil qiladi. Aynan yonilg'i agregatlarini haqli ravishda atom elektr stantsiyasining yoqilg'isi deb atash mumkin. AES yoqilg'isini qayta ishlash Taxminan bir yil foydalanishdan keyin yadroviy reaktorlardagi uranni o'zgartirish kerak. Yoqilg'i xujayralari bir necha yil davomida sovutiladi va kesish va eritish uchun yuboriladi. Kimyoviy qazib olish natijasida uran va plutoniy ajralib chiqadi, ular qayta ishlatiladi va yangi yadro yoqilg'isiga aylanadi. Uran va plutoniyning parchalanish mahsulotlari ionlashtiruvchi nurlanish manbalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ular tibbiyot va sanoatda qo'llaniladi. Ushbu manipulyatsiyalardan keyin qolgan hamma narsa qizg'ish pechga yuboriladi va qoldiqlardan stakan pishiriladi, keyin esa maxsus saqlash joylarida saqlanadi. Nima uchun shisha? Undan atrof-muhitga zarar etkazadigan radioaktiv elementlarning qoldiqlarini olib tashlash juda qiyin bo'ladi. AES yangiliklari - yaqinda paydo bo'ldi yangi yo'l radioaktiv chiqindilarni utilizatsiya qilish. Qayta ishlangan yadro yoqilg'isi qoldiqlarida ishlaydigan tez yadro reaktorlari yoki tez neytron reaktorlari yaratilgan. Olimlarning hisob-kitoblariga ko‘ra, hozirda omborxonalarda saqlanayotgan yadro yoqilg‘isining qoldiqlari tez neytron reaktorlarini 200 yil davomida yoqilg‘i bilan ta’minlashga qodir. Bundan tashqari, yangi tez reaktorlar uran 238 dan tayyorlangan uran yoqilg'isida ishlashi mumkin; bu modda an'anaviy atom elektr stantsiyalarida ishlatilmaydi, chunki Hozirgi atom elektr stansiyalari 235 va 233 uranni qayta ishlashni osonlashtiradi, ulardan tabiatda juda oz narsa qolgan. Shunday qilib, yangi reaktorlar ilgari hech kim foydalanmagan 238-uranning ulkan konlaridan foydalanish imkoniyatidir