ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур
Классы МПК: | G21C1/00 Реакторы G21D1/00 Конструктивные элементы ядерных энергетических установок |
Патентообладатель(и): | Ковальский Георгий Александрович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-05-25 публикация патента:
20.06.1997 |
Изобретение относится к области ядерного энергетического реакторостроения и может быть использовано для получения электрической энергии. Сущность изобретения: реактор выполнен из трех примыкающих друг к другу блоков, первый из которых представляет собой нейтронный генератор, включающий источник ионов дейтерия амперного диапазона и облучаемую ионами дейтерия с энергией 150-200 кэВ дейтерийсодержащую мишень большой площади. Второй блок является усилителем направленного потока быстрых нейтронов, а третий - собственно реактором. Второй и третий блоки состоят из цепи примыкающих плоскостями друг к другу многослойных плоскопараллельных каскадов, включающих каждый (считая от генератора) пластину - поглотитель тепловых нейтронов и определенное число "действующих пар", состоящих из последовательно расположенных и примыкающих плоскостями друг к другу пластины-замедлителя быстрых нейтронов и пластины с делящимся веществом. Число "действующих пар" в каскадах усилителя и число каскадов в нем определяются заданным общим усилением направленного потока быстрых нейтронов в усилителе, а соответствующие числа в собственно реакторе - обеспечением близким к единице значением усиления потока в каждом каскаде и заданной мощностью реактора в целом. 1 табл., 1 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Ядерный реактор, функционирующий в рабочем режиме с участием интенсивного потока ускоренных ионов, отличающийся тем, что он выполнен из последовательно расположенных и примыкающих друг к другу трех основных блоков, из которых первый представляет собой генератор быстрых нейтронов, включающий источник ионов дейтерия с энергией ионов 150 200 кэВ и облучаемую этими ионами дейтерийсодержащую мишень большой площади, второй, являющийся усилителем направленного потока быстрых нейтронов, состоит из цепи примыкающих друг к другу плоскостями многослойных плоскопараллельных каскадов, включающих каждый, считая от генератора, пластину-поглотитель тепловых нейтронов и примыкающего к ней конечного числа "действующих пар", представляющих собой последовательно расположенные и примыкающие друг к другу плоскостями пластину-замедлитель быстрых нейтронов и пластину с делящимся веществом, причем число "действующих пар" в каскаде определяется степенью обогащения используемого во втором блоке урана и заданным для второго блока коэффициентом усиления направленного потока быстрых нейтронов в каждом каскаде, а третий блок, являющийся собственно реактором, состоит из цепи, примыкающих друг к другу плоскостями многослойных плоскопараллельных каскадов, включающих каждый, считая от второго блока, пластину-поглотитель тепловых нейтронов и примыкающего к ней конечного числа "действующих пар", представляющих собой последовательно расположенные и примыкающие друг к другу плоскостями пластину-замедлитель быстрых нейтронов и пластину с делящимся веществом, причем число "действующих пар" в каждом каскаде определяется степенью обогащения урана, используемого в третьем блоке, и требованием близости к единице значения коэффициента усиления направленного потока быстрых нейтронов в каждом каскаде, а общее число каскадов в третьем блоке определяется заданной мощностью реактора в целом.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области ядерного реакторостроения и может быть использовано для получения электрической энергии. Известен ядерный реактор классического типа, предназначенный для получения электрической энергии [1] Реактор содержит структуры для замедления быстрых нейтронов, поглощения медленных нейтронов и для ядерного деления урана. Недостатком реактора является возможность разгона реактора при нарушениях систем механической регулировки мощности реактора. Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является энергетический подкритический ядерный реактор с подсветкой пучком ускоренных протонов, получаемых от линейного ускорителя протонов с энергией протонов в несколько сотен мегаэлектронвольт и токе пучка протонов в несколько сотен миллиампер [2]Недостатком устройства является использование для "подсветки" дорогого в сооружении (500 млн. долларов) и сложного в эксплуатации линейного ускорителя протонов, забирающего к тому же до 10% мощности АЭС. Целью настоящего изобретения является значительное упрощение системы "подсветки" реактора ионами и упрощение конструкции собственно реактора при полном исключении риска разгона реактора. Поставленная цель достигается тем, что реакторная система выполняется в виде трех примыкающих друг к другу блоков, из которых первый представляет собой генератор быстрых нейтронов, включающий стационарный источник ионов дейтерия амперного диапазона [3, 4] и обучаемую при энергии ионов 150-200 кэВ дейтерийсодержащую мишень большой площади. Второй, усилительный, и третий, собственно реакторный, блоки состоят из цепи примыкающих друг к другу плоскостями многослойных плоскопараллельных каскадов, включающих каждый, считая от генератора, пластину поглотитель тепловых нейтронов и примыкающее к ней конечное число "действующих пар", представляющих собой последовательно расположенные и примыкающие друг к другу плоскостями пластину замедлитель быстрых нейтронов и пластину с делящимся веществом. Число пар в каскаде зависит от степени обогащения используемого урана-238 изотопом урана-235. В таблице приведены значения коэффициентов К умножения направленного потока быстрых нейтронов в каждой "действующей паре" в зависимости от числа "действующих пар" в каскаде n и желаемого усиления направленного потока быстрых нейтронов в одном каскаде W (для n1W
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082050/8773.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082096/8776.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082025/183.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082096/8776.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082025/183.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082025/183.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082096/8776.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082025/183.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082096/8776.gif)
![ядерный реактор на основе многослойных плоскопараллельных структур, патент № 2082225](/images/patents/390/2082096/8776.gif)
Класс G21D1/00 Конструктивные элементы ядерных энергетических установок