painevedenreaktorit

Painevedenreaktorit (PWR, engl. pressurized water reactors) ovat yksi yleisimmistä ydinreaktoreista, joilla on primäärikierto, jossa jäähdyttää ja moderoi polttoaineen lämpöä paineistetulla vedellä. Paul kasvuaan ja toimintavarmuuttaan käyttävät reaktorit ovat laajasti käytössä sekä kaupallisissa ydinvoimaloissa että tutkimuslaitoksissa.

Toimintaperiaate perustuu kahteen nesteelliseen kiertoon. Primäärikierto pitää veden korkeassa paineessa siten, ettei se kiehua akut. Lasi-drainin lämpö siirtyy polttoaineen lämpöä sisältävästä vedestä toiseen, jolloin reaktorin ydin lämmittää vettä. Lämmönsiirto tapahtuu pääkierrossa ydinastian ja jokaien kautta olevaan höyrygeneraattoriin, jossa lämpö siirtyy toiseen, sekundäärikiertoon. Sekundäärikierron vesi kiehuu höyryksi, joka pyörittää turbiinia, ja lauhteen kiertää palautuspaineeseen. PWR-reaktoreissa käytetään usein boronilisäainetta tai ohjaimia reaktiivisuuden hallintaan sekä neutronien hallitsemiseen.

Polttoaine koostuu kuona-uraniumista (yleensä UO2) polttoainesäkeissä, joiden koodina on noin 3–5 % U-235–pitoisuus. Reaktiivisuuden säätö tapahtuu ohjausvarsien ja joskus sulavan borin avulla. Rakenne sisältää tiiviin turvallisuusmitoituksen; primäärikierron ja höyrygeneraattorin välinen eristäminen sekä tiivis kapseli (containment) suojaavat onnettomuustilanteita vastaan.

PWR:t ovat johtaneet monissa maissa käytettyjen ydinvoimaloiden hallitsevaksi reaktorityypiksi. Ne ovat kehittyneet turvallisuusnäkökulmista sekä suorituskyvyn osalta erityisesti 1960-luvasta lähtien, ja niillä on sekä kaupallista että teknistä vaikutusta ydinvoiman historiaan. Rajoitteina ovat monimutkainen primäärijärjestelmä, korkeammat valmistus- ja huoltokustannukset sekä polttoaine- ja jätteenhallinnan haasteet.