Gwiżdżące pręty paliwowe

[KopalniaWiedzy.pl 357]

W reaktorach atomowych znajdują się liczne czujniki, które na bieżąco informują operatorów o tym, co dzieje się z reaktorem. Niestety, tam, gdzie zachodzą same reakcje, we wnętrzu prętów paliwowych, panują warunki uniemożliwiające umieszczenie tam czujników. Dlatego też obecnie nie jest możliwe uzyskanie dokładnego obrazu pracy reaktora.

To jednak może ulec zmianie dzięki najnowszemu osiągnięciu specjalistów z Idaho National Laboratory. Opracowali oni czujniki, które przekładają różnice w temperaturach wewnątrz prętów paliwowych na podobne do gwizdnięć dźwięki, opisujące stan paliwa. Tego typu czujniki termoakustyczne mogą dostarczyć danych na temat temperatury, ciśnienia, składu gazu, tempa spalania paliwa oraz fizycznego stanu samych prętów. Wcześniej podejmowano próby umieszczania czujników w samym sercu reaktorów, jednak psuły się one tak często, że ich stosowanie było nieopłacalne.

James Smith, jeden z członków grupy badawczej, która opracowała nowe czujniki zauważa, że katastrofa w Fukushimie pokazała, jak ważnym jest posiadanie wewnątrz reaktora czujników działających niezależnie od energii elektrycznej dostarczanej im przez reaktor. W Fukushimie czujniki przestały w pewnym momencie działać i operatorzy nie wiedzieli, co się dzieje.

Jednak tego typu sensory przydadzą się nie tylko podczas katastrof. Dzięki nim możliwe będzie monitorowanie prętów w czasie rzeczywistym i zdobycie większej ilości danych na temat procesów zachodzących wewnątrz reaktora. Takie dane mogą posłużyć specjalistom w pracach nad udoskonalaniem reaktorów.

Termoakustyczny czujnik składa się z metalowej tuby działającej jak rezonator oraz zestawu równoległych kanalików wykonanych z ceramiki. Na każdym calu kwadratowym znajduje się 1100 kanalików. Różnica temperatur pomiędzy kanalikami prowadzi do powstania fali dźwiękowej w rezonatorze. Manipulując długością czy wagą rezonatora można dostosowywać go do różnych częstotliwości dźwięku przekazujących informacje o różnych warunkach. Dźwięk z rezonatora wędruje przez płyn chłodzący pręty paliwowe i jest odbierany przez hydrofon znajdujący się poza główną częścią reaktora. Po prostu powodujemy, że pręty paliwowe gwiżdżą. To nowatorski, prosty sposób na monitorowanie paliwa w reaktorach - ciesz się Smith.

« powrót do artykułu