核反應堆安全控制系統

現在我們來(lái)說(shuō)明為了反應堆安全正常運行而設置的控制系統。所謂安全正常運行，是指反應性隨介質(zhì)溫度、密度和堆內吸收中子的毒物的數量發(fā)生變化時(shí)，還要保持再生系數K＝1。欲實(shí)現這一點(diǎn)，通常用控制棒抵消多余的反應性，把多余的中子吸收掉。當反應性減小時(shí)，就把控制棒逐漸拉出堆外，直到完全提出，這時(shí)反應堆非裝新料不可。此外，為了在發(fā)生事故時(shí)快速停堆，設置了安全棒。反應性增大時(shí)，安全棒可抑制反應性的增加，因為它具有很強的吸收中子的本領(lǐng)。平時(shí)安全棒被置于堆芯之外，發(fā)生事故時(shí)靠重力或其他外力，在0.1～l秒的時(shí)間內自動(dòng)插入堆芯，將鏈式反應熄滅，以免造成損壞或危險。還有，功率保護電路系統通常在反應堆功率超過(guò)設計滿(mǎn)功率的10～20%時(shí)，使安全棒動(dòng)作，實(shí)行緊急停堆。

針對核電站的危險，為防事故的發(fā)生，在設計中，采取了種種安全措施，其主要出發(fā)點(diǎn)是建立在防止燃料元件的不正常溫度升高和阻止裂變產(chǎn)物大量逸散到環(huán)境中去。如果能做到這兩點(diǎn)，也就保證了核電站的安全。安全的具體措施如下：

為了防止放射性物質(zhì)的泄漏，核電站設置了四道安全屏障。

第一道屏障是核燃料芯塊?，F代反應堆廣泛采用耐高溫、耐輻射和耐腐蝕的二氧化鈾陶瓷核燃料。經(jīng)過(guò)燒結、磨光的這些陶瓷型的核燃料芯塊能保留住98%以上的放射性裂變物質(zhì)不使逸出，只有穿透能力較強的中子和γ射線(xiàn)才能輻射出來(lái)。這就大大減少了放射性物質(zhì)的泄漏。

第二道屏障是鋯合金包殼管。二氧化鈾陶瓷芯塊被裝入包殼管，疊成柱體，組成了燃料棒。由鋯合金或不銹鋼制成的包殼管必須絕對密封，在長(cháng)期運行的條件下不使放射性裂變產(chǎn)物逸出，一旦有破損，要能及時(shí)發(fā)現，采取措施。

第三道屏障是壓力容器和封閉的一回路系統。這屏障足可擋住放射性物質(zhì)外泄。即使堆芯中有1%的核燃料元件發(fā)生破壞，放射性物質(zhì)也不會(huì )從它里面泄漏出來(lái)。

第四道屏障是安全殼廠(chǎng)房。它是阻止放射性物質(zhì)向環(huán)境逸散的最后一道屏障，它一般采用雙層殼體結構，對放射性物質(zhì)有很強的防護作用，萬(wàn)一反應堆發(fā)生嚴重事故，放射性物質(zhì)從堆內漏出，由于有安全殼廠(chǎng)房的屏障，對廠(chǎng)房外的環(huán)境和人員的影響也微乎其微。