Blei und Blei-Wismut-Eutektikum – Reaktorkühlmittel
Blei, Blei-Wismut-Eutektikum und andere Metalle wurden ebenfalls vorgeschlagen und gelegentlich verwendet. Der bleigekühlte Schnellreaktor ist ein Kernreaktorkonzept mit einem schnellen Neutronenspektrum und einem eutektischen Kühlmittel aus geschmolzenem Blei oder Blei-Wismut . Blei-Wismut-Eutektikum oder LBE ist eine eutektische Legierung aus Blei (44,5%) und Wismut (55,5%). Geschmolzenes Blei oder Blei-Wismut-Eutektikum können als primäres Kühlmittel verwendet werden, da Blei und Wismut eine geringe Neutronenabsorption und relativ niedrige Schmelzpunkte aufweisen.
Schmelz- und Siedepunkte von Blei und Blei-Wismut-Eutektikum sind:
- führen
- Schmelzpunkt – 327,5ºC
- Siedepunkt – 1749 ° C
- Blei-Wismut- Eutektikum
- Schmelzpunkt – 123,5ºC
- Siedepunkt – 1670 ° C
Quelle: wikipedia.org
Kühlschmierstoffe auf Bleibasis haben im Vergleich zu natriumbasierten Flüssigmetallkühlschmierstoffen wie flüssigem Natrium oder NaK deutlich höhere Siedepunkte, so dass ein Reaktor ohne die Gefahr eines Siedens des Kühlschmierstoffs bei wesentlich höheren Temperaturen betrieben werden kann. Blei und LBE reagieren auch nicht leicht mit Wasser oder Luft, im Gegensatz zu Natrium und NaK, die sich an der Luft spontan entzünden und explosionsartig mit Wasser reagieren. Blei und Wismut sind aufgrund ihrer Dichte und hohen Ordnungszahl auch ein hervorragender Gammastrahlenschutz und gleichzeitig für Neutronen praktisch durchlässig.
Andererseits sind Blei und LBE-Kühlmittel für Stahl ätzender als eutektische Natrium- oder NaK-Legierungen. Dies und die sehr hohe Bleidichte begrenzen aus Sicherheitsgründen die Geschwindigkeit des Kühlmittelflusses durch den Reaktor. Darüber hinaus können die höheren Schmelzpunkte von Blei und LBE (327 ° C bzw. 123,5 ° C) bedeuten, dass die Verfestigung des Kühlmittels ein größeres Problem darstellen kann, wenn der Reaktor bei niedrigeren Temperaturen betrieben wird.
Eigenschaften flüssiger Metalle
Eigenschaften flüssiger Metalle
In der Physik besteht flüssiges Metall aus einer Legierung mit sehr niedrigen Schmelzpunkten, die ein bei Raumtemperatur flüssiges Eutektikum bilden. In der Reaktortechnik sind flüssige Metalle Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, die es ermöglichen, dass das Reaktorkühlmittel im Betriebstemperaturbereich (normalerweise über der Raumtemperatur) flüssig ist.
Flüssige Metalle können als Reaktorkühlmittel verwendet werden, da sie ausgezeichnete Wärmeübertragungseigenschaften aufweisen und in Niederdrucksystemen eingesetzt werden können, wie dies bei natriumgekühlten schnellen Reaktoren (SFRs) der Fall ist . Das einzigartige Merkmal von Metallen in Bezug auf ihre Struktur ist das Vorhandensein von Ladungsträgern, insbesondere freien Elektronen, die ihnen eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Wärmeleitfähigkeit verleihen . Die Verwendung von flüssigen Metallkühlmitteln ermöglichte es, eine hohe Wärmeübertragungsrate in Kraftwerken sowie die Temperaturen der Arbeitsflächen ihrer Konstruktionen nahe der Kühlmitteltemperatur bereitzustellen .
Darüber hinaus sind in der Reaktortechnik verwendete Flüssigmetalle sehr schwache Absorber von Neutronen, die es Flüssigmetallreaktoren ermöglichen, mit einem schnellen Neutronenspektrum zu arbeiten. Ein Flüssigmetall-Schnellreaktor ist ein Reaktor mit hoher Leistungsdichte, der keinen Neutronenmoderator benötigt .
Die Hauptunterschiede zwischen thermischen und schnellen Reaktoren liegen natürlich in Neutronenquerschnitten , die eine signifikante Energieabhängigkeit aufweisen . Es kann durch ein Verhältnis von Einfang zu Spaltung charakterisiert werden , das in schnellen Reaktoren niedriger ist . Es gibt auch einen Unterschied in der Anzahl der pro Spaltung erzeugten Neutronen , der in schnellen Reaktoren höher ist als in thermischen Reaktoren. Diese sehr wichtigen Unterschiede werden hauptsächlich durch Unterschiede in den Neutronenflüssen verursacht . Daher ist es sehr wichtig, die detaillierte Verteilung der Neutronenenergie in einem Reaktorkern zu kennen.
Der Nachteil vieler flüssiger Metalle ist auch ihre hohe chemische Aktivität bei Wechselwirkung mit Sauerstoff, Wasser und Strukturmaterialien, die unter bestimmten Bedingungen eine Verschlechterung der Wärmeübertragung in der Anlage verursachen kann.
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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.
