قلب الفاعل The Core

سنتناول الآن مفاعل الماء المضغوط (م. م. ض) كمثال، حيث يبين الشكل (1) ترتيب عناصر الوقود والتحكم في قلب م. م.ض. بقدرة 1300 ميجاوات (كهريية).

الشكل (1)

في هذا الشكل يتضح لنا أن هناك ثلاثة مستويات لليورانيوم 235 بتركيزات تبلغ 1.9، 2.5، 3.2% بالوزن المستخدم في المفاعل. حيث نلاحظ أن عناصر الوقود الأقل تخصيباً تقع قريباً من مركز القلب أما العناصر الأعلى تركيزاً فتقع بعيداً عن المركز حول حاشية القلب وذلك لتحقيق توزيع منتظم للطاقة خلال القلب. ويحتوي كل عنصر وقود على 236 قضيب وقود. ويحتوي القلب على 193 عنصر وقود ومن ثم فإن كتلة اليورانيوم الكلي تبلغ 103500 كجم. كما ويتضح من الشكل وجود عناصر تحكم Control Elements حيث يحتوي كل منها على عشرين قضيب تحكم تتحرك عمودياً من داخل وخارج القلب. وتتكون هذه القضبان من كربيد البورون أو من سبائك الفضة - الأنديوم -الكادميوم التي تستطيع أن تمتص النيوترونات حسب الحاجة.

توضع عناصر الوقود والتحكم وأجهزة مراقبة Monitoring Instruments أداء المفاعل جميعاً داخل حاوية تصمم لتحمل ضغوط التشغيل ودرجات الحرارة وذلك كما نوضحه في الشكل (2) الذي يبين تركيب القلب في مفاعل الماء المغلي وحاوية المفاعل.

الشكل (2)

في حالة مفاعل الماء المضغوط (بقدرة 1300 ميجاوات) نجد أن قطر الحاوية الداخلي يساوي 5 متراً وسمكها 25 سنتمتراً أما ارتفاع القلب فيبلغ حوالي 13.2 متراً. وللحاوية قبة (أنظر الشكل (3) تحوي معظم اجهزة التحكم والسيطرة على المفاعل. وهذه القبة متحركة بحيث نستطيع أن نعيد تزويد المفاعل بالوقود وأما الماء المستخدم للتبريد فيتدفق بمعدل قدرة حوالى 18800 كجم/ث يدخل إلى المفاعل من فتحة بالقرب من قمة المفاعل حيث يتحرك رأسياً إلى أسفل من خلال حلقات تقع بين الحاوية والدرع الحراري حتى تدخل إلى القلب من خلال فتحات تقع بالقرب من قاع المفاعل. ثم تتحرك المياه رأسياً إلى أعلى خلال القلب حتى تخرج من فتحات الخروج. أنظر الشكل (3) الذي يبين منظر عام لمحطة توليد الكهرباء باستخدام مفاعل الماء المضغوط. حيث نوضح اتجاه دخول وخروج المياه التي تحمل الحرارة من قلب الفاعل إلى التربينات لتوليد الطاقة الكهربية.

الشكل (3)

نبين لغرض الاستزادة والتوضيح قطاع عرضي في قلب مفاعل اليانكي في الشكل (4) حيث يتضح لنا حاوية المفاعل والدرع الحراري وحاوية القلب مع بيان عناصر الوقود وقضبان التحكم .

الشكل (4)