Основная доля в выработке электроэнергии в России приходится на паротурбинные электростанции, использующие органическое топливо (уголь, газ, мазут), и атомные электростанции, использующие ядерное топливо. При этом наиболее освоенным теплоносителем на ТЭС и АЭС является природная вода из поверхностных или подземных водоисточников, к которому предъявляются следующие требования [1,2]:
1. Малая коррозионная агрессивность.
2. Высокая теплоемкость и теплопроводность.
3. Малая вязкость.
4. Малое сечение захвата тепловых нейтронов.
5. Химическая, температурная и радиационная стойкость.
6. Слабая активация.
7. Негорючесть, нетоксичность, взрывобезопасность.
8. Низкая стоимость.
Недостатки воды как теплоносителя [1,2]:
1. Высокое сечение захвата тепловых нейтронов.
2. Радиолиз – разложение под действием ионизирующих излучений.
3. Относительно высокая активация.
4. Коррозионная агрессивность.
5. Низкая температура кипения.
Достоинства природной воды как теплоносителя [1,2]:
1. Дешевизна и распространенность в природе.
2. Малая вязкость.
3. Высокая теплоемкость.
4. Относительная простота и освоенность приготовления.
5. Негорючесть, нетоксичность, взрывобезопасность.
6. Хорошие теплопередающие свойства.
Химически обработанная вода используется:
1. Для заполнения и подпитки контуров АЭС, как первичный теплоноситель и замедлитель.
2. Как технологическое сырье для генерации пара.
3. Как охлаждающая среда:
– реакторов;
– конденсаторов пара турбины;
– органов СУЗ;
– биологической защиты;
– в бассейнах выдержки и перегрузки кассет.
4. Для собственных нужд ВПУ.
5. Для тепловых сетей.
Использование на АЭС ядерного топлива требует безопасного производства на них электрической или тепловой энергии.
Под безопасностью АЭС в частности понимают удержание активности в установленных границах. Пока активность находится внутри оболочки твэлов, она не представляет серьезной опасности. Если же топливо или продукты деления при разрушении хотя бы одного твэла попадут в водный теплоноситель, то возможна аварийная ситуация, требующая останова реактора.
Для предотвращения распространения радиоактивности существуют следующие защитные барьеры.