công nghệ lò phản ứng hạt nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ  CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Luận văn Tốt nghiệp Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ CÔNG NGHỆ Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ths Lê Văn Nhạn Lê Thị Bé Thơ Mã số SV: 1110277 Lớp: Sư phạm Vật lý - công nghệ Khóa: 37 Cần Thơ, 2015 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin gửi lời cám ơn đến tất thầy cô khoa Sư Phạm Trường Đại học Cần Thơ truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm qúy báu để bạn sinh viên hoàn thành khóa học Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lê Văn Nhạn – cán hướng dẫn tận tình bảo, giúp đỡ suốt trình nghiên cứu đề tài luận văn Xin gửi lời cám ơn đến tất bạn lớp sư phạm Vật Lí – Công Nghệ khóa 37, bạn làm luận văn đợt sát cánh bên để vượt qua khó khăn, trở ngại suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Cuối xin ghi lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, gia đình, người yêu thương cho niềm tin, động lực để vững bước vượt qua khó khăn trình học tập đến hoàn tất luận văn Kính chúc tất sức khỏe, thành công hạnh phúc sống Cần Thơ, ngày 16 tháng năm 2015 Sinh viên thực Lê Thị Bé Thơ SVTH: Lê Thị Bé Thơ i SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thực Các số liệu, kết phân tích luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu trước Mọi tham khảo, trích dẫn rõ nguồn danh mục tài liệu tham khảo luận văn Cần Thơ, ngày tháng Tác giả năm 2015 Lê Thị Bé Thơ SVTH: Lê Thị Bé Thơ ii SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI PHẦN NỘI DUNG Chương VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 1.1 Nhà máy điện hạt nhân 1.1.1 Nguyên tắc thiết kế nhà máy điện hạt nhân 1.1.2 Cấu trúc vận hành nhà máy điện hạt nhân 1.1.2.1 Cấu trúc 1.1.2.2 Vận hành nhà máy điện hạt nhân 1.2 Công nghệ lò phản ứng hạt nhân 1.3 Tình hình ứng dụng công nghệ điện hạt nhân giới Chương NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH HẠT NHÂN 12 2.1 Các chế độ phát nóng khí cụ điện 12 2.2 Cơ chế phản ứng phân hạch hạt nhân 12 2.3 Điều kiện phân hạch 13 2.4 Các sản phẩm phân hạch 14 2.5 Các neutron phản ứng phân hạch 16 2.6 Phản ứng dây chuyền điều kiện trì phản ứng dây chuyền 17 2.6.1 Phản ứng dây chuyền 17 2.6.2 Phản ứng dây chuyền neutron gây 17 2.6.3 Các neutron chậm 18 2.6.4 Điều kiện trì phản ứng dây chuyền 18 2.6.5 Điều khiển phản ứng dây chuyền 19 SVTH: Lê Thị Bé Thơ iii SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương CÁC THẾ HỆ LÒ PHẢN ỨNG 21 3.1 Thế hệ I ………………… 21 3.2 Thế hệ II………… 22 3.3 Thế hệ III…… 22 3.4 Thế hệ IV 23 3.5 Đặc trưng an toàn qua hệ 23 Chương 4.NHỮNG CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN THÔNG DỤNG 25 4.1 Công nghệ PWR – lò phản ứng nước áp lực (Pressurized Water Reactor) 25 4.1.1 Lịch sử phát triển PWR 25 4.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 26 4.1.2.1 Cấu tạo 26 4.1.2.2 Nguyên lý hoạt động 29 4.1.3 Ưu nhược điểm công nghệ PWR 31 4.1.3.1 Ưu điểm 31 4.1.3.2 Khuyết điểm 31 4.2 Công nghệ BWR – lò phản ứng nước sôi ( Boiling Water Reactor ) 32 4.2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 32 4.2.2 Ưu nhược điểm công nghệ BWR 36 4.2.2.1 Ưu điểm 36 4.2.2.2 Nhược điểm 37 4.3 Công nghệ lò nước nặng kiểu CANDU 37 4.4 Kết luận…………… 39 Chương MỘT SỐ CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN THẾ HỆ MỚI 40 5.1 Lò phản ứng hạt nhân cải tiến công nghệ Hàn Quốc - Apr1400 40 5.1.1 Về kinh tế 40 5.1.2 Hiện trạng công nghệ APR1400 40 5.1.3 Đặc tính an toàn chủ yếu công nghệ APR1400 40 5.2 Lò phản ứng muối nóng chảy (molten salt reactor - MSR) 42 5.3 Lò phản ứng nhanh làm mát natri (sodium-cooled fast reactor – SFR) 43 5.4 Lò phản ứng làm mát nước siêu tới hạn (SCWR) 44 5.5 Lò nước áp lực cải tiến AP600 AP1000 Westinghouse 46 5.6 Lò nước áp lực cải tiến tiêu chuẩn châu Âu EPR 47 SVTH: Lê Thị Bé Thơ iv SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương MỘT SỐ TAI NẠN ĐIỆN HẠT NHÂN LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ VỀ CÔNG NGHỆ 49 6.1 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl 49 6.2 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Mile Island 52 6.3 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Fukushima I Nhật Bản 54 6.3.1 Vụ tai nạn 55 6.3.2 Nguyên nhân vụ tai nạn 56 Chương CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Ở VIỆT NAM- NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUẬN 58 7.1 Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 58 7.2 Công nghệ VVER Nga 59 7.2.1 Các hệ lò VVER cũ 59 7.2.2 Các hệ VVER cải tiến 59 PHẦN KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 SVTH: Lê Thị Bé Thơ v SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số loại lò phản ứng phổ biến Bảng 1.2 Thống kê số lò phản ứng hạt nhân theo quốc gia Bảng 1.3 Thống kê số lò phản ứng hạt nhân theo loại công nghệ Bảng 2.1 Số trung bình neutron phân hạch k Bảng 3.1 Một số yêu cầu phát triển hệ công nghệ lò Bảng 4.1 Một số thông số loại lò PWR - 1160 Mwe Bảng 4.2 Một số thông số loại lò BWR - 1100 MWe DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ giải phóng lượng phân hạch hạt nhân Hình 2.2 Sự phụ thuộc số mảnh vỡ phân hạch phân hạch U235 neutron nhiệt Hình 2.3 Phổ neutron tức thời phân hạch U235 neutron nhiệt Hình 2.4 Phản ứng phân hạch dây chuyền 235U Hình 3.1 Các hệ lò phản ứng hạt nhân Hình 4.1 Sơ đồ thùng lò PWR Hình 4.2 Các bó nhiên liệu lò PWR theo trường phái Phương Tây Nga Hình 4.3 Thiết bị sinh kiểu đứng (phương Tây) kiểu ngang (Nga) Hình 4.4 Sơ đồ công nghệ hai vòng tuần hoàn lò PWR Hình 4.5 Thùng lò nước sôi – BWR Hình 4.6 Các bó nhiên liệu điều khiển lò BWR Hình 4.7 Sơ đồ công nghệ vòng tuần hoàn với lò nước sôi – BWR Hình 4.8 Bundle (cuộn nhiên liệu) Hình 4.9 Mô hình hệ thống lò CANDU Hình 5.1 Hệ thống an toàn APR1400 (Nguồn: internet) Hình 5.2 Lò phản ứng hạt nhân Mỹ Hình 5.3 Lò phản ứng muối nóng chảy Hình 5.4 Lò phản ứng nhanh làm mát natri Hình 5.5 Lò phản ứng làm mát nước siêu tới hạn Hình 5.6 Lò phản ứng nhiệt độ cao Hình 5.7 Thiết kế nhà lò AP1000 Hình 5.8 Bố trí NMĐHN dùng lò EPR Hình 6.1 Hiện trường vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986 Hình 6.2 Chernobyl sau thảm họa Hình 6.3 Tai nạn nhà máy Three Mile Island Hình 6.4 Nhà máy điện hạt nhân Fukushima I bốc cháy Hình 7.1 Thùng lò VVER-1000 loại AES-91 Hình 7.2 Hệ cung cấp NMĐHN với lò VVER Hình 7.3 Thanh nhiên liệu lò VVE SVTH: Lê Thị Bé Thơ vi SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Phần MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nhà máy điện hạt nhân (hay gọi nhà máy điện nguyên tử) phát minh vĩ đại loài người Nó góp phần giúp cho người giải toán nhu cầu lượng Điện lần sản xuất lượng hạt nhân vào ngày 20/12/1951 lò thử nghiệm EBR-1 Mỹ thắp sáng bốn bóng đèn Tổ máy điện hạt nhân lò graphit nước nhẹ 5MW(e) Obninsk Nga, bắt đầu hoạt động năm 1954 ngừng hoạt động ngày 30/4/2002 Calder Hall Anh nhà máy điện hạt nhân quy mô công nghiệp giới bắt đầu vận hành năm 1956 đóng cửa tháng 3/2003 Phát triển điện hạt nhân chủ yếu nhằm mục tiêu phát triển khoa học, công nghệ xây dựng tiềm lực hạt nhân bảo đảm an ninh quốc gia Ngành điện hạt nhân ngày phát triển với tốc độ nhanh chóng Ngày có nhiều công nghệ lò phản ứng hạt nhân đời Các cải tiến công nghệ nâng cao độ an toàn nhà máy điện hạt nhân làm tăng niềm tin dân chúng vào nhà máy điện hạt nhân Nó mang đến cho nhiều lụa chọn cho sách phát triển điện hạt nhân quốc gia Tháng 11/ 2009, quốc hội nước ta biểu thông qua chủ trương đầu tư dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Đây nhà máy điện hạt nhân Việt Nam Vấn đề quan tâm an toàn công nghệ cho nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Thông qua nghiên cứu này, mong muốn cung cấp tài liệu bổ ích có tính khoa học vấn đề công nghệ lò phản ứng hạt nhân nói chung công nghệ lò phản ứng triển khai Việt Nam nói riêng MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Tìm hiểu hệ lò phản ứng - Những công nghệ lò phản ứng hạt nhân Ưu nhược điểm lò - Tình hình công nghệ lò phản ứng hạt nhân Việt Nam CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Để hiểu rõ vấn đề công nghệ lò phản ứng dùng nhà máy điện hạt nhân, ta vào nghiên cứu tổng quát loại công nghê tình hình phát triển giới SVTH: Lê Thị Bé Thơ SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Vậy công nghệ điên hạt nhân ứng dụng kiến thức vật lý nào? Điều giới thiệu mục “năng lượng phân hạch hạt nhân” Theo xu phát triển điện hạt nhân ngày có nhiều công nghệ lò phản ứng đời nhằm thỏa mãn điều kiện kinh tế, địa lý địa phương Các công nghệ đời thời điểm khác có đặc điểm riêng cho giai đoạn Dựa vào đặc điểm người ta phân chia thành hệ lò phản ứng khác Trên giới có nhiều công nghệ lò phản ứng hạt nhân Nhưng nhìn chung, có bốn công nghệ quốc gia sử dụng nhiều nhất: Công nghệ lò phản ứng nước áp lực (PWR),công nghệ lò phản ứng nước sôi (BWR),công nghệ lò nước nặng PHWR, công nghệ lò nước nặng kiểu CANDU Ngoài phần IV giới thiệu số công nghệ lò phản ứng hiệu khác Bên cạnh đó, nhà khoa học nghiên cứu đề xuất số công nghệ tiên tiến ứng dụng tương lai Công nghệ điện hạt nhân ngành khoa học kỹ thuật tiên tiến Tuy nhiên không tránh khỏi tai nạn đáng tiếc lỗi kỹ thuật khâu thiết kế Phần VI tổng hợp lại số vụ tai nạn kiểu Việt Nam nước có tốc độ phát triển kinh tế cao Nhu cầu lương nước ta ngày nhiều Dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận gần thu hút nhiều quan tâm người dân nước quốc tế Vậy công nghệ lựa chọn cho điện hạt nhân Việt Nam? Vấn đề nghiên cứu phần VII: Công nghệ lò phản ứng hạt nhân Việt Nam – Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI - Do điều kiện tham quan trực tiếp nhà máy điện hạt nhân nên tìm hiểu nhà máy điện hạt nhân thông qua tài liệu tham khảo Internet - Tôi giới thiệu số tai nạn hạt nhân liên quan đến khâu thiết kế nhà máy CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 5.1 Phương pháp thực đề tài Để thực đề tài này, hoàn thành phần nghiên cứu với phương pháp sau: nghiên cứu lý thuyết, phân tích tổng hợp tài liệu 5.2 Phương tiện thực đề tài SVTH: Lê Thị Bé Thơ SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn - Tài liệu tham khảo: sách, báo, giảng, khai thác thông tin Internet - Ý kiến nhận từ: giáo viên hướng dẫn, thầy cô bạn CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI - Bước 1: Nhận đề tài, xác định nhiệm vụ cần đạt đề tài - Bước 2: Nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài, tham khảo ý kiến thầy cô, bạn bè - Bước 3: Tổng hợp tài liệu, tiến hành viết đề tài trao đổi với giáo viên hướng dẫn - Bước 4: Nộp đề tài cho giáo viên hướng dẫn, giáo viên phản biện; tham khảo ý kiến chỉnh sửa - Bước 5: Viết luận văn hoàn chỉnh - Bước 6: Báo cáo luận văn CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI - IAEA ( International Atomic Energy Agency): Cơ quan lượng nguyên tử quốc tế - VAEC (Vietnam Atomic Energy Commission): Viện lượng nguyên tử Việt Nam - EAEC (European Atomic Energy Community): Ủy ban lượng nguyên tử Châu Âu - BWR (Boiling Water Reactor): Lò nước sôi - PWR (Pressurized Water Reactor): Lò phản ứng áp lực, dùng nước nhẹ làm chất truyền nhiệt - PHWR (Pressurized Heavy Water Reactor): Lò phản ứng áp lực, dùng nước nặng làm chất dẫn nhiệt chất làm chậm - NMĐHN: nhà máy điện hạt nhân - ĐHN: Điện hạt nhân - LPƯ: lò phản ứng SVTH: Lê Thị Bé Thơ SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương MỘT SỐ TAI NẠN ĐIỆN HẠT NHÂN LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ VỀ CÔNG NGHỆ 6.1 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl Nhà máy điện nguyên tử Chernobyl mang tên V I Lenin nằm thị trấn Pripyat, Ukraina, cách 18 km phía tây bắc thành phố Chernobyl, 16 km từ biên giới Ukraina Belarus, khoảng 110 km phía bắc Kiev Nhà máy có bốn lò phản ứng, lò sản xuất gigawatt (GW) điện (3,2 gigawatts nhiệt điện), bốn lò phản ứng sản xuất khoảng 10% lượng điện Ukraina thời điểm xảy vụ tai nạn Việc xây dựng nhà máy thập kỷ 1970, lò phản ứng số bắt đầu hoạt động năm 1977, lò phản ứng số (1978), số (1981), số (1983) Thêm hai lò phản ứng (số số 6, lò có khả sản xuất gigawatt) xây dựng thời điểm xảy tai nạn Bốn tổ máy phát điện sử dụng lò phản ứng kiểu RBMK1000 Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl tiếp tục sản xuất điện thêm 14 năm sau thảm hoạ đóng cửa hoàn toàn vào năm 2000 sức ép quốc tế Một vùng cách ly có bán kính 30 km thiết lập quanh Chernobyl điểm nhiễm phóng xạ đậm đặc hành tinh Vào lúc 1:23:58 sáng, thứ bảy ngày 26 tháng năm 1986 (giờ địa phương), lò phản ứng số nhà máy điện Chernobyl xảy vụ nổ lớn gây cháy, loạt vụ nổ tiếp sau gây tượng tan chảy lõi lò phản ứng hạt nhân Do tường chắn, đám mây bụi phóng xạ tung lên từ nhà máy lan rộng nhiều vùng phía tây Liên bang Xô viết, Đông Tây Âu, Scandinav, Anh quốc, đông Hoa Kỳ Nhiều vùng rộng lớn thuộc Ukraina, Belarus Nga bị ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc phải sơ tán tái định cư cho 336.000 người Vụ nổ nhà máy Chernobyl biến thành phố phát triển nơi thành thành phố chết, hoang tàn Khoảng 60% đám mây phóng xạ rơi xuống Belarus Theo báo cáo năm 2006 TORCH, nửa lượng phóng xạ rơi xuống bên lãnh thổ ba nước cộng hoà Xô viết Thảm hoạ phát lượng phóng xạ lớn gấp 400 lần so với bom nguyên tử ném xuống Hiroshima (Nhật Bản ngày 6/8/1945) Đây coi vụ tai nạn hạt nhân trầm trọng lịch sử lượng hạt nhân SVTH: Lê Thị Bé Thơ 49 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Hình 6.1 Hiện trường vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986 Một báo cáo năm 2005 Hội nghị Chernobyl, quyền lãnh đạo Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) Tổ chức Y tế giới (WHO), đưa cho có 56 người chết lập tức; 47 công nhân trẻ em ung thư tuyến giáp ước tính có khoảng 9.000 người, số gần 6,6 triệu, cuối chết loại bệnh ung thư đó… Hình 6.2 Chernobyl sau thảm họa Nếu nhìn tai nạn từ góc độ chuyên môn đánh sau: a Sự khiếm khuyết hệ thống quản lý: - Lập kế hoạch thử nghiệm mà đồng ý Ủy ban giám sát lượng nguyên tử quốc gia SVTH: Lê Thị Bé Thơ 50 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp - GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Vì ưu tiên thử nghiệm nên trình tự thử nghiệm liên tiếp bị thay đổi phán đoán nhân viên vận hành b Sự khiếm khuyết chức đóng kín chất phóng xạ, vỏ lò phản ứng c Vi phạm nguyên tắc vận hành, nhân viên vận hành thiếu kiến thức: - Nhân viên vận hành không am hiểu hết trình xảy lò lúc làm thí nghiệm nhân viên vận hành lại vi phạm nhiều quy tắc an toàn nguy hiểm - Ngắt thiết bị làm lạnh tâm lò khẩn cấp vận hành - Thử nghiệm với công suất thấp kế hoạch - Rút điều khiển mức quy định muốn nâng công suất lên để làm thí nghiệm số điều khiển lò phải lớn 15 mà họ kéo lên nhiều điều khiển - Ngắt tín hiệu bảo vệ cứu hộ (tín hiệu buộc dừng lò phản ứng, nghĩa phải dừng thí nghiệm) Theo lịch trình, lò phản ứng số “phải” bị ngưng hoạt động vào ngày 25/4, nghĩa ngày xảy tai nạn, để bảo trì kiểm soát lại hệ thống an toàn Nguyên nhân thứ nhất: nguyên tắc bắt đầu thử nghiệm tất hệ thống điện phải đình chỉ, trừ nguồn điện dự phòng cho việc vận hành hệ thống an toàn điều kiện khẩn cấp Nhưng lò phản ứng hoạt động khoảng 50%, hệ thống điện lý mạng lưới nhà máy Từ nhiệt độ lò phản ứng tăng nhanh bất thường, hệ thống làm nguội hoàn toàn ngưng hoạt động Dưới áp lực đó, “ống nguyên tử” bắt đầu bị bể phóng xạ thoát môi trường chung quanh Nguyên nhân thứ hai: kỹ thuật, lò phản ứng hệ thống kiểm soát hay chế ngự phản ứng phát nhiệt, hệ thống làm nguội nước thay nước (Đây loại lò phản ứng hạt nhân thuộc hệ I, nghĩa theo kỹ thuật từ năm 1950 Do đó, tăng nhiệt độ bất thường làm tăng thêm lượng nước hấp thụ sẵn neutron, áp suất tăng dần mức độ làm vỡ nắp lò phản ứng) Chỉ khoảng thời gian 3-4 giây, lò phản ứng thay làm nguội lại nóng gấp 100 lần, từ nước lò phản ứng bốc hơi, tạo áp suất lớn làm nổ tung hệ thống bao bọc lò nặng hàng ngàn Hơi nước mang theo độ 70% chất phóng xạ vào môi trường sau SVTH: Lê Thị Bé Thơ 51 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Nguyên nhân thứ ba: vi phạm trầm trọng thủ tục thử nghiệm an toàn nhân viên kỹ thuật phạm phải Đó quy trình an toàn vận hành, cần phải thử nghiệm ống phản ứng lò Lần sau cùng, nhân viên thử nghiệm ống phản ứng thay 30 ống lò Thêm nữa, hệ thống làm nguội xảy tai nạn không hoạt động Nguyên nhân thứ tư: nhà máy hệ thống liên lạc hữu hiệu phận chung quanh nhà máy, nhân viên làm việc lò khác không thông báo kịp thời số nạn nhân cao d Khiếm khuyết quan trọng mặt thiết kế - Loại lò RBMK không an toàn, công suất nhỏ có hệ số lỗ trống dương Hệ điều khiển đưa vào lò phản ứng chậm: 20 s 0,5 s lò khác (cho nên lúc ban đầu đáy điều khiển không chất hấp thụ neutron gây độ phản ứng dương) - Không có vỏ bọc bảo vệ gia cố bên - Hệ số rỗng dương - Khi công suất thấp, lò vận hành không ổn định Nếu công suất tăng lên chút lượng nước tăng lên công suất tăng lên nhanh chóng - Công suất lò tăng làm nổ nhiên liệu, hất tung nắp lò phá vỡ kênh Lúc này: Nước + Zirconi → Hydro 2H2O+ Zr → ZrO2 + 2H2 + Q (Q= 6530 kJ/kg) - Lượng hydro tiếp xúc với không khí gây thêm vụ nổ thứ hai Lò bị phá hủy chất phóng xạ thoát khí e Gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe tâm lý người dân f Gây ảnh hưởng lớn đến xã hội, kinh tế trị Đây coi tai nạn hạt nhân tồi tệ lịch sử bị liệt vào mức thang INES 6.2 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Mile Island Vào lúc sáng ngày 28 tháng năm 1979, xảy cố nhà máy điện Three Mile Island, tiểu bang Pennsylvania Mỹ Nhà máy gồm hai block lò PWR công suất mạch 950 MW SVTH: Lê Thị Bé Thơ 52 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Sự cố xảy sau: Vì thiếu nước buồng sinh nên trình trao đổi nhiệt mạch I mạch II không tiến triển được, áp suất mạch I tăng lên mức cho phép sau vài giây Áp suất cao mạch I dẫn đến cố lò ngừng hoạt động sau giây kể từ cố ban đầu Áp suất cao làm cho van bình sinh áp RK mở nước mạch I thoát theo lối Như áp suất mạch I giảm Máy đo lại trục trặc: mặt đo kế nước chảy vào mạch I nhiều nước thoát Ngoài ra, nhân viên vận hành lại ngừng hệ thống tải nhiệt tâm lò khẩn cấp (ECCS) bắt đầu vận hành tự động van áp lực cần phải đóng áp lực lò phản ứng giảm lại trạng thái mở Đó loạt hỏng hóc máy móc thao tác sai chồng chéo lên Áp suất mạch I tiếp tục giảm áp suất giảm đến trị số phát sinh bọt Nước tiếp tục thoát van RK, tâm lò nóng lên Các vỏ nhiên liệu đạt nhiệt độ 8500C 13000C Ở nhiệt độ vậy, nước tương tác hóa học với Zirconi để sinh oxit zirconi H, 45% tâm lò bị nóng chảy, nước lò bị nhiễm xạ từ thoát Hydro phần lại lò, phần thoát vỏ bảo vệ lò Thùng lò phản ứng có nguy bị nấu chảy làm cho chất phóng xạ chảy thấm vào lòng đất Vì tượng tình rà xét trước nên biện pháp đối phó bố trí từ thiết kế nhà máy Khi lò phản ứng bị nấu chảy chất chứa lò nhiệt độ cao làm cho móng nhà máy bị nấu chảy Lò phản ứng lún xuống lòng đất mang theo chất phóng xạ chứa lò Như chất phóng xạ bị giam lòng đất không tỏa làm nguy hại đến sức khỏe dân chúng địa phương Địa điểm nhà máy chọn để nước ngầm không chuyển chất phóng xạ nơi khác Trong tai nạn xảy ra, chút khí phóng xạ thoát khỏi nhà máy Nhưng nhà máy thiết kế trước để khí phóng xạ thoát phun lên cao để tỏa diện tích lớn không làm nguy hại đến dân chúng địa phương Trong tiến trình tai nạn, chút khí phóng xạ thổi lên cao dự đoán Quả nhiên, sau vài ngày, hoạt tính xung quanh nhà máy có tăng nhanh, xa mức an toàn Theo đánh giá cư dân sống phạm vi 80 km từ nhà máy phải nhận tia phóng xạ mức độ 0,01 mSv đầu người, không đáng kể so với lượng phóng xạ tự nhiên nhận năm ( khoảng 2,4 mSv) SVTH: Lê Thị Bé Thơ 53 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Hình 6.3 Tai nạn nhà máy Three Mile Island Nếu nhìn tai nạn tự góc độ chuyên môn đánh sau: a Nhân viên vận hành phán đoán nhầm: - Có thể đóng van áp lực tay lại không đóng thời gian lâu - Cho có đủ nước lò - Ngừng sớm thiết bị làm mát tâm lò khẩn cấp b Nhân viên vận hành vi phạm nguyên tắc: Vận hành đóng van đầu bơm cấp nước phụ c Khiếm khuyết thiết kế: -Van áp lực không đóng lại áp lực giảm -Nước tràn từ bể chứa dịch thải tòa nhà phụ dẫn nước đọng bên thùng chứa lò chảy xuống sàn Đây coi tai nạn hạt nhân dân nghiêm trọng phương Tây bị xếp vào mức thang cố hạt nhân quốc tế - INES IAEA, dùng để thông báo mức độ nghiêm trọng cố hạt nhân 6.3 Tai nạn nhà máy điện hạt nhân Fukushima I Nhật Bản SVTH: Lê Thị Bé Thơ 54 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn 6.3.1 Vụ tai nạn Nhà máy điện hạt nhân Fukushima I thuộc quận Futaba tỉnh Fukushima, công ty điện lực Tokyo ( TEPCO) điều hành Fukushima I có tổng công suất điện đạt 4,7 GW 25 nhà máy điện hạt nhân lớn giới Fukushima I gồm lò phản ứng nước sôi ( BWR) hoạt động Lò phản ứng số thuộc đời đầu hệ II, có công suất khoảng 440 MW, lò phản ứng số có công suất 784 MW Ngày 11/03/2011, sau xảy trận động đất với cường độ 8,9 độ Richter, lò phản ứng số 1,2,3 ngưng hoạt động theo thiết kế Các lò 4,5,6 ngưng hoạt động trước xảy động đất để bảo dưỡng định kì theo kế hoạch Các máy phát điện diesel tổ máy số 1,2,3 tự động phát điện cho hệ thống làm mát khẩn cấp, sau đột ngột ngừng hoạt động tác động sóng thần, dẫn đến không đủ nước làm mát cho lò, làm cho áp suất nhiệt độ vùng hoạt động lò phản ứng tăng cao Để làm giảm áp suất thùng lò, TEPCO tiến hành xả nước có kiểm soát khu vực nhà lò Hình 6.4 Nhà máy điện hạt nhân Fukushima I bốc cháy Ngày 12/03/2011, Fukushima I xảy vụ nổ làm mái che tường tầng làm bêtông dày khoảng 15 cm nhà lò tổ máy số Đây vụ nổ oxy không khí kết hợp với khí hidro sinh vùng hoạt động tượng oxy hóa Zirconi ( vỏ nhiên liệu) Tuy nhiên, vụ nổ không làm ảnh hưởng đến kết cấu nhà bảo vệ lò bê tông cốt thép dày 1m lớp thép dày cm, thùng lò thép dày 15 cm, nơi chứa nhiên liệu hạt nhân điều khiển Sau TEPCO cho xả khí, đồng thời bơm nước biển, axit boric vào vùng hoạt động lò phản ứng để làm mát, giảm phản ứng hạt nhân nguy nóng chảy nhiên liệu SVTH: Lê Thị Bé Thơ 55 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Ngày 13/03/2011, TEPCO thông báo cho Cơ quan an toàn hạt nhân công nghiệp Nhật Bản mức độ xạ Fukushima I vượt giới hạn pháp lý an toàn xạ Vào lúc 11giờ ngày 14/03/2011, xảy vụ nổ khí hidro lò phản ứng số Quá trình diễn biến cố nổ lò phản ứng số tương tự lò phản ứng số Theo thông tin Cơ quan pháp quy hạt nhân, nhiên liệu vùng hoạt động lò phản ứng số bị hư hại phần phát có mặt hai chất phóng xạ Cesium – 137 Iodine – 131 khu vực nhà máy Vào lúc 20 phút ngày 15/03/2011, xảy vụ nổ lò phản ứng số nhà máy điện hạt nhân Fukushima I theo thông báo nhà chức trách Nhật Bản IAEA Người ta phun nước biển vào lò phản ứng để làm mát Trong ngày 15/03/2011, xảy vụ nổ lò phản ứng hạt nhân số nhà máy Fukushima I, vụ cháy dập tắt Khi xảy vụ nổ, Chính phủ Nhật Bản tuyên bố tình trạng khẩn cấp an toàn hạt nhân tổ chức sơ tán người sống phạm vi km kể từ nhà máy Fukushima I Sau đó, lệnh sơ tán Chính phủ mở rộng với bán kính 10 km 20 km Hơn 50.000 người sơ tán ngày 12/03 lên đến 170.000 người ngày 13/03/2011 Đây công việc tổ chức nhanh chóng, kịp thời theo kế hoạch ứng phó cố khẩn cấp chuẩn bị cách dựa quy định pháp quy an toàn hạt nhân Nhật Bản 6.3.2 Nguyên nhân vụ tai nạn Theo Cơ quan lượng nguyên tử Quốc tế ( IAEA) nguồn tin từ Nhật Bản, trận động đất sóng thần ngày 11/03/2011 lớn lịch sử Nhật Bản vòng trăm năm qua Trong đó, hai lò phản ứng số số xảy cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima I thuộc loại lò hệ cũ (đời đầu hệ thứ II), thiết kế với khả chống động đất mức thấp cường độ trận động đất xảy Khi cố xảy ra, hệ thống dừng lò khẩn cấp nhà máy Fukushima I hoạt động theo chức thiết kế Máy phát điện diesel dự phòng hoạt động sau điện lưới để cung cấp điện cho hệ thống làm mát khẩn cấp hoạt động liên tục trước có sóng thần ập đến làm ngập lụt hư hại máy phát điện dự phòng Thiết kế loại lò hệ thống an toàn thụ động, hệ thống hoàn toàn tự động xử lý cố xảy mà không phụ thuộc vào nguồn điện hay can thiệp người Do đó, điện hệ thống làm mát khẩn cấp không hoạt động dẫn đến cố nước, làm tăng nhiệt độ áp suất vùng hoạt động lò phản ứng SVTH: Lê Thị Bé Thơ 56 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Nguyên nhân vụ nổ lò phản ứng số số oxi không khí kết hợp với hidro sinh vùng hoạt tượng oxi hóa ziriconi ( vỏ nhiên liệu ) Đây vụ nổ khí hidro Nguyên nhân vụ nổ lò phản ứng số số điều tra Tóm lại, bên cạnh thuận lợi mà nhà máy điện hạt nhân mang lại cho nhân loại, để lại thảm họa vô ác liệt Một sở công nghiệp dù sở hạt nhân hay không chắn có rủi ro tai nạn Vấn đề rủi ro chấp nhận hay không Vì tai nạn hạt nhân ảnh hưởng đến hẳn địa phương, không nói đến nước, người định chấp nhận rủi ro tai nạn phải dân địa phương hay nước Một cá nhân hay nhóm cá nhân, dù giỏi khoa học đến đâu, quyền định thay cho người chịu rủi ro Một định xây sở công nghiệp phải giao việc thiết kế, xây dựng điều hành cho người có khả kỹ thuật, có tinh thần trách nhiệm cấp dân có tự nêu lên khó khăn, sai lầm rủi ro dự án Nhưng để dân kiểm soát sử dụng quyền định cuối nhà khoa học trị phải có khả can đảm giải thích chọn lựa kỹ thuật, ưu điểm, khuyết điểm mức độ hiểm nguy dự án SVTH: Lê Thị Bé Thơ 57 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Ở VIỆT NAM- NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUẬN 7.1 Dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tên gọi chung chuỗi hai nhà máy điện hạt nhân I II dự án xây dựng tỉnh Ninh Thuận, Việt Nam với tổng công suất 4.000 MW Theo quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia, dự kiến nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận khởi công tháng 12-2014, vận hành thương mại tổ máy số vào năm 2020, tổ máy số vào năm 2021 Dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2: Khởi công 5-2015, vận hành tổ máy số năm 2021 tổ máy số năm 2022 Theo Nghị Quốc hội cuối năm 2009: -Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I đặt xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận -Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận đặt xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I Tháng năm 2010, Nga lựa chọn làm đối tác cung cấp công nghệ cho nhà máy điện hạt nhân I, với cam kết lâu dài hỗ trợ Việt Nam công tác quản lý xử lý chất thải hạt nhân, đồng thời xây dựng chương trình quốc gia vấn đề Nhà máy dự tính xây dựng với hệ số an toàn cao sở lò phản ứng nước nhẹ đại; sử dụng công nghệ nước áp lực (VVER) theo thiết kế nhà máy điện hệ với mức độ an toàn hẳn hệ Các chương trình hệ thống nhà máy điện hạt nhân đảm bảo an toàn chủ động thụ động Theo công nghệ mới, khu vực đảm bảo an toàn trường hợp xảy cố nằm cách nhà máy 800 m Đại sứ Đặc mệnh toàn quyền Liên bang Nga Việt Nam khẳng định phía Nga hoàn toàn chịu trách nhiệm an toàn Nhà máy Điện hạt nhân Ninh Thuận I Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận II Chính phủ Việt Nam ký thoả thuận hợp tác xây dựng máy điện hạt nhân Ninh Thuận II với Nhật Bản Tháng năm 2011, Nhật Bản cho tàu khảo sát địa chất đến Việt Nam khảo sát địa chất biển phục vụ dự án xây dựng nhà máy II Các chuyên gia Công ty Điện nguyên tử Nhật Bản (JAPC) đưa công nghệ đặc tính an toàn hệ lò phản ứng tiên tiến Nhật có khả chống động đất sóng thần hướng khắc phục sau cố nhà máy điện Fukushima I SVTH: Lê Thị Bé Thơ 58 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn 7.2 Công nghệ VVER Nga Trong năm 2008, Nga vận hành 31 tổ máy với tổng công suất 23.200 MW, sản lượng ĐHN năm 2007 Nga 158,3 tỷ kWh Hiện nay, Nga cung cấp loại lò VVER với dải công suất khác nhau, cụ thể: - Loại lớn 1.000 – 1.200 MW lò AES-91 AES-92 AES-2006 - Loại trung bình 300-700 MW VVER-300, VVER-640 - Loại nhỏ 300 MW VVER-150 7.2.1 Các hệ lò VVER cũ V-230 hệ lò VVER-440, phát triển khoảng thời gian 1956 -1970, phải ngạc nhiên có nhiều phần phải cải tiến cho thích hợp với tiêu chuẩn đại Các hệ thống an toàn có độ dư gấp đôi Tai nạn thiết kế lớn vỡ ống tải nhiệt có đường kính 100 mm với điện hoàn toàn V-213 có công suất 444 MW V-230, loại phát triển vào năm 1970-1976, hệ thống an toàn có độ dư gấp ba thiết kế để đối phó với đứt ống tải nhiệt có đường kính 500 mm với điện hoàn toàn V-213 có hệ thống triệt bọt khí (V-230 có hệ thống van xả) VVER-1000 có công suất 1.000 MW phát triển năm 1970-1980, thiết kế để đối phó với cố xảy lúc vỡ ống đường kính lớn, động đất theo thiết kế điện hoàn toàn Sau tai nạn tréc-nô-bưn, số cải tiến thực để nâng cao an toàn cho lò VVER-1000 như: - Thay đổi thủ tục khởi động lò với việc tăng cường sử dụng phần - Chuyển sang thay 1/3 nhiên liệu sử dụng hấp thụ cháy dần nhiên liệu - Hoàn thiện việc cung cấp axít boric cố - Dự phòng việc xả hydro khỏi thùng lò máy sinh - Tháo nước khỏi nhánh chữ U phần lạnh vòng 7.2.2 Các hệ VVER cải tiến VVER-88 dự án bắt đầu sau tai nạn Chernobyl để nâng cấp nhà máy xây nhà máy khởi công Đồng thời việc nâng cấp tiến hành cho SVTH: Lê Thị Bé Thơ 59 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn tổ lò hoạt động VVER-88 triển khai cho tổ lò 500 MWe 1000 MWe Các hoàn thiện an toàn bao gồm: - Thải nhiệt dư liên tục theo nguyên lý thụ động (bằng máy trao đổi nhiệt không khí bên nhà lò) để đối phó với điện kéo dài (24 giờ) - Kiểm soát đo đạc hydro sinh nhà lò - Lọc không khí thoát khỏi nhà lò - Thêm hệ thống làm nguội vùng hoạt, đặc biệt thùng tích nước nén áp suất, dùng cho điều kiện khẩn cấp VVER-91 công suất 1000 MWe loại lò hệ thứ 3, dựa sở thiết kế VVER-88, kết hợp hệ thống an toàn chủ động thụ động, sử dụng thiết bị điều khiển phương Tây Nga cung cấp cho Trung Quốc lò loại Hình 7.1 Thùng lò VVER-1000 loại AES-91 VVER-92 công suất 1000 MWe loại lò hệ thứ 3+, hệ VVER hoàn toàn, triển khai vào cuối năm 1990 với mục tiêu nâng cao tính kinh tế hoàn thiện triệt để an toàn Lò phản ứng V-392 (AES-92), thành công lớn hệ lò VVER Nga Ấn Độ mua lò V-392 Nga Lò V-392 có nhiều ưu điểm an toàn như: Sử dụng hệ thống an toàn thụ động kết hợp với hệ thống an toàn chủ động Đặt bẫy corium nhằm giảm thiểu hậu có cố nóng chảy vùng hoạt Xác suất nóng chảy vùng hoạt lò V-392 thấp: 5,6.10-8 SVTH: Lê Thị Bé Thơ 60 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Công nghệ điện hạt nhân Nga sử dụng lò nằm ngang (thiết bị màu trắng hình 7.2) Hình 7.2 Hệ cung cấp NMĐHN với lò VVER Các nhiên liệu lò VVER Nga có thiết kế hình lục giác (của phương tây thiết kế hình vuông) Thanh nhiên liệu thiết kế chuẩn cho tất loại lò VVER Hình 7.3 Thanh nhiên liệu lò VVER SVTH: Lê Thị Bé Thơ 61 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn PHẦN KẾT LUẬN Trong 50 năm hình thành phát triển, điện hạt nhân dần khẳng định vị trí quan trọng việc giải vấn đề lượng Ngày có nhiều công nghệ lò phản ứng tiên tiến đời để bắt kịp với xu hướng phát triển Lò phản ứng trung tâm nhà máy điện hạt nhân Việc sử dụng công nghệ lò phản ứng định đến hiệu mức độ an toàn nhà máy Qua đề tài nghiên cứu số loại công nghệ lò phản ứng hạt nhân Bên cạnh biết thêm cải tiến công nghệ Sự phát triển lò lượng thương mại ngày hướng tới hoàn thiện hệ thống an toàn Trong năm vừa qua, phát triển hướng tới việc cải tiến công tác bảo trì tăng độ tin cậy hệ thống thiết bị việc giảm bớt thiết bị phức tạp, hướng áp dụng hệ thống an toàn thụ động Một mặt khác, để cải thiện kinh tế công suất tổ máy ngày tăng lên Các nước hướng tới phát triển tổ máy với gam công suất lớn mức 1600 Mwe Trong đề tài phần nhiều nghiên cứu lý thuyết giảng thầy cô, kiến thức có liên quan luận văn, tiểu luận anh chị sinh viên khóa trước nguồn tài liệu từ internet, chưa sâu vào nghiên cứu thực tiễn công nghệ lò phản ứng trình bày SVTH: Lê Thị Bé Thơ 62 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn TÀI LIỆU THAM KHẢO http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&cid=407&t=0&p=660 http://www.hoahocngaynay.com Hoàng Xuân Dinh, Vật lý nguyên tử hạt nhân, Giảng viên trường Đại học Cần Thơ - 2001 http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&cid=407&t=0&p=687 http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&t=0&cid=407&p=683 http://dienhatnhan.com.vn/?u=con&t=0&cid=407&p=685 http://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BA%A3m_h%E1%BB%8Da_Chernobyl http://khoahoc.tv/timkiem http://vi.wikipedia.org/wiki SVTH: Lê Thị Bé Thơ 63 SP Vật Lý – Công Nghệ [...]... biến vũ khí hạt nhân Mặc dù có nhiều công nghệ lò phản ứng dùng trong nhà máy điện hạt nhân nhưng chúng hoạt động đều dựa trên nguyên tắc vật lý là phản ứng phân hạch hạt nhân 1.3 Tình hình ứng dụng công nghệ điện hạt nhân trên thế giới Theo Cơ quan năng lượng nguyên tử thế giới IAEA, tính đến ngày 26/02/2012, trên thế giới có 437 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động (bao gồm cả 6 lò phản ứng của Đài... điều khiển phản ứng dây chuyền 2.6 Phản ứng dây chuyền và điều kiện duy trì phản ứng dây chuyền 2.6.1 Phản ứng dây chuyền Phản ứng dây chuyền là phản ứng xảy ra trong một hệ mà trong đó các hạt sau khi gây ra phản ứng lại xuất hiện trong kết quả của phản ứng, do đó hạt mới vừa xuất hiện sau một thời gian nào đó lại có thể gây ra phản ứng khác giống như phản ứng trước và vì vậy phản ứng do các hạt ban... sự thành công của chương trình điện hạt nhân 1.2 Công nghệ lò phản ứng hạt nhân Công nghệ lò phản ứng là yếu tố đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao công suất và đảm bảo an toàn cho việc vận hành nhà máy điện hạt nhân SVTH: Lê Thị Bé Thơ 6 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Hiện nay, công nghệ lò phát triển rất phong phú và đa dạng Hiện có trên 10 loại lò đang được... văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương 4 NHỮNG CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN THÔNG DỤNG 4.1 Công nghệ PWR – lò phản ứng nước áp lực (Pressurized Water Reactor) Đây là kiểu lò phổ biến nhất với trên 230 lò hiện đang vận hành trên khắp thế giới Thiết kế cơ bản của loại lò này có nguồn gốc từ các lò phản ứng hạt nhân sử dụng trong các tầu ngầm hạt nhân Chúng sử dụng nước thường làm chất tải nhiệt... phản ứng hạt nhân theo quốc gia SVTH: Lê Thị Bé Thơ 10 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Số lò dừng dài hạn: Tổng công suất thuần Loại lò Số lượng (MW) FBR 1 246 PHWR 4 2726 Tổng 5 2972 Bảng 1.3 Thống kê số lò phản ứng hạt nhân theo loại công nghệ SVTH: Lê Thị Bé Thơ 11 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương 2 NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH HẠT NHÂN... Thế hệ III và III+ : Các lò phản ứng tiên tiến, - Thế hệ lò phản ứng tiếp theo - thế hệ IV Các thế hệ III, III+ và IV kế thừa các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm của các thế hệ trước Hình 3.1 Các thế hệ lò phản ứng hạt nhân 3.1 Thế hệ I Các lò phản ứng thương mại nguyên mẫu (prototype) vận hành vào những năm 1950 - 1960 Lò phản ứng thương mại đầu tiên trên thế giới với công suất 5 MW được đưa vào... HẠT NHÂN 2.1 Khái niệm phản ứng phân hạch - Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng hấp thụ một neutron chậm thành hai hạt nhân trung bình đồng thời phóng ra một số neutron và tỏa ra năng lượng rất lớn ( khoảng 200MeV) - Phần lớn năng lượng tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt 2.2 Cơ chế phản ứng phân hạch hạt nhân Cơ chế phản ứng phân hạch được mô tả bởi mẫu giọt, trong đó hạt nhân được xem như là... chế độ mới trong hoạt động của lò Các neutron chậm có một ý nghĩa thứ yếu đối với quá trình phân hạch nhưng lại có vai trò cơ bản trong quá trình điều khiển lò phản ứng Chúng làm cho lò phản ứng phản ứng chậm hơn nhiều đối với các thay đổi về độ phản ứng Hình 2.4 Phản ứng phân hạch dây chuyền của 235U 2.6.4 Điều kiện duy trì phản ứng dây chuyền Ở trên, ta đã trình bày phản ứng dây chuyền một cách đơn... ngừng lò phản ứng b Có thể ngừng lò khẩn cấp Khi phát hiện thấy có bất thường như áp lực trong lò phản ứng đột ngột tăng cao cần áp dụng biện pháp khẩn cấp, người ta lắp đặt các thiết bị phát hiện và thiết bị ngừng SVTH: Lê Thị Bé Thơ 4 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn lò khẩn cấp để có thể cùng một lúc cho các thanh điều khiển vào lò phản ứng và ngừng tự động lò phản ứng. .. phân hạch tỏa ra từ từ, nghĩa là phản ứng dây chuyền có thể điều khiển được Ứng dụng kiến thức này con người đã chế tạo lò phản ứng hạt nhân SVTH: Lê Thị Bé Thơ 20 SP Vật Lý – Công Nghệ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Lê Văn Nhạn Chương 3 CÁC THẾ HỆ LÒ PHẢN ỨNG Bắt đầu từ những năm 2000 trở lại đây, các NMĐHN được phân loại thành các thế hệ : - Thế hệ I: Các lò phản ứng nguyên mẫu (prototypes), - Thế ... hệ lò phản ứng khác Trên giới có nhiều công nghệ lò phản ứng hạt nhân Nhưng nhìn chung, có bốn công nghệ quốc gia sử dụng nhiều nhất: Công nghệ lò phản ứng nước áp lực (PWR) ,công nghệ lò phản ứng. .. phản ứng hạt nhân nói chung công nghệ lò phản ứng triển khai Việt Nam nói riêng MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Tìm hiểu hệ lò phản ứng - Những công nghệ lò phản ứng hạt nhân Ưu nhược điểm lò - Tình hình công. .. phát triển điện hạt nhân, vấn đề an toàn công nghệ đóng vai trò quan trọng, mang tính định thành công chương trình điện hạt nhân 1.2 Công nghệ lò phản ứng hạt nhân Công nghệ lò phản ứng yếu tố đóng