Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Jak działa reaktor jądrowy?

Symulacja ilustruje metodę sterowania reaktorem jądrowym. Zmieniając położenie prętów kontrolnych możesz sterować mocą reaktora. Wsuwanie prętów kontrolnych pomiędzy pręty paliwowe powoduje zmniejszanie liczby rozszczepień aż do całkowitego wygaszenia reakcji. Wynikiem symulacji jest moc wydzielana w reaktorze.

Zapoznaj się z symulacją i wykonaj polecenia.

Symulacja pokazuje metodę sterowania reaktorem jądrowym. Demonstruje, w jaki sposób możesz zarządzać mocą reaktora, podczas gdy zmieniasz położenie prętów kontrolnych. Wsuwanie prętów kontrolnych pomiędzy pręty paliwowe powoduje zmniejszanie liczby rozszczepień aż do całkowitego wygaszenia reakcji. Wynikiem symulacji jest moc wydzielana w reaktorze.

Zapoznaj się z opisem symulacji i wykonaj poniższe polecenia. 

RYwgAVhnO9Ok0
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Symulacja składa się z dwóch powiązanych części. Pierwsza jest oparta o schemat elektrowni jądrowej z reaktorem typu PWR. Jest to grafika składająca się elementów połączonych ze sobą. Z lewej strony pokazano element w postaci figury zbliżonej do prostokąta pionowego z czaszą, taki kształt ma obudowa bezpieczeństwa reaktora jądrowego. W dolnej części widnieje napis: obieg pierwotny. Wewnątrz figury widać element w kształcie prostokąta pionowego o zaokrąglonych bokach górnym i dolnym, zbiornik reaktora. Wewnątrz tego elementu oznaczono pręty kontrolne oraz cienkie prostokąty podpisane jako elementy paliwowe. Pomiędzy prętami paliwowymi znajdują się dwa interaktywne znaczniki. Można je przesuwać w górę i w dół. Oczywiście na prawo od zbiornika oznaczono cały obieg wtórny. W tym turbinę, generator, skraplacz i cały obieg chłodzący. Jednak najistotniejsza jest możliwość sterowania pozycją dwóch prętów kontrolnych. Nad schematem reaktora widnieje napis: „Ustal pozycję prętów kontrolnych. Pomarańczowy punkt oznacza dolny koniec pręta”. Natomiast pod reaktorem umieszczono trzy przyciski: START, STOP i RESET. Po ustaleniu pozycji prętów i wciśnięciu przycisku START po prawej stronie schematu tworzony jest wykres zależności mocy wielkie P w megawatach od czasu t w dniach. Oś Y wyskalowano od 1000 do 3500, co 1500 MW. Oś X wyskalowano od 0 do 5 co 1 dzień.

W chwili, gdy obydwa pręty zanurzamy maksymalnie w zbiorniku reaktora wykres wygląda następująco. W ciągu 1 dnia rośnie dosyć intensywnie do przeszło 1500 MW. Następnie osiąga wartość graniczną i nie zmienia się już do końca pomiaru. Im bardziej podnosimy pręty, razem lub osobno, tym większa jest moc wydzielana w reaktorze. Wykres rośnie coraz szybciej w coraz krótszym czasie. Gdy obydwa pręty są w pozycji maksymalnej, zostaje osiągnięta maksymalna moc reaktora w niespełna pół dnia i sięga około 4000 MW.

1
Polecenie 1

Zmieniaj położenia prętów kontrolnych, opuszczając je i podnosząc. Jak zmiana położenia prętów wpływa na moc wydzielaną w reaktorze?

uzupełnij treść
1
Polecenie 2

A to już trudniejsze polecenie - na poziomie zaawansowanym.
Przyjrzyj się wykresom mocy w funkcji czasu, które pojawiają się na ekranie po opuszczeniu lub podniesieniu prętów kontrolnych.

  1. Podaj nazwę funkcji matematycznej, która je opisuje.

  2. Wskaż przykład innego zjawiska, w którym zmiany wielkości fizycznej w czasie mają podobny charakter.

uzupełnij treść
1
Polecenie 1

W jaki sposób zmiana położenia prętów kontrolnych wpływa na moc wydzielaną w reaktorze?

uzupełnij treść
1
Polecenie 2

W wyniku podnoszenia prętów kontrolnych kreowane są wykresy mocy w funkcji czasu, które stanowią zależność eksponencjalną. Wskaż przykład innego zjawiska, w którym zmiany wielkości fizycznej w czasie mają podobny charakter.

uzupełnij treść