Jadrový reaktor: Rozdiel medzi revíziami
Smazaný obsah Přidaný obsah
d wikilinka |
wikilinky, pravopis, jedna formulácia |
||
Riadok 2:
[[Súbor:Crocus-p1020491.jpg|thumb|Jadro reaktora CROCUS - malého jadrového reaktora používaného na výskum v EPFL vo Švajčiarsku.|alt=Malý výskumný jadrový reaktor]]
[[Súbor:Bloková schéma jadrovej elektrárne.png|thumb|Základná bloková schéma jadrovej elektrárne ]]
'''Jadrový reaktor''' je zariadenie, ktoré slúži na spustenie a riadenie [[Jadrová reakcia|jadrovej reťazovej reakcie]]. Jadrové reaktory sú používané v [[Atómová elektráreň|atómových elektrárňach]] a ako pohon plavidiel. Niektoré reaktory sa používajú na produkciu
== Úvod ==
Prvý jadrový reaktor (uránovo-grafitový) bol uvedený do prevádzky v roku [[1942]] v [[Chicago|Chicagu]] pod vedením [[Enrico Fermi|Enrica Fermiho]]. Využitie jadrovej energie na pohon lodí a [[Ponorka|ponoriek]] je myšlienkou dr. [[Ross Gunn|Rossa Gunna]].
Prvá energetická [[jadrová elektráreň]] na svete bola pripojená k sieti v roku [[1954]] v [[Obninsk]]u pri [[Moskva|Moskve]]. Jej [[tepelný výkon]] je 30 MW a elektrický 5 MW. Do roku [[2004]] bolo postavených viac ako 438 jadrových reaktorov na výrobu elektrickej energie v tridsiatich krajinách sveta, s celkovou kapacitou 370,000 MWe, čo predstavuje 16 % celkovej výroby elektrickej energie na Zemi. Počet inštalovaných reaktorov stále narastá. Okrem toho 56 krajín používa 284 výskumných reaktorov a ďalších 220 reaktorov je inštalovaných na lodiach a ponorkách.<ref>http://www.world-nuclear.org/info/inf01.html World Nuclear Association info</ref>
Jadrové elektrárne sú v podstate [[tepelná elektráreň|tepelné elektrárne]], ktoré používajú namiesto [[parný kotol|parného kotla]] jadrový reaktor s parným generátorom. Rozdiel je iba v použitom druhu [[palivo|paliva]] a spôsobe jeho premeny na [[teplo]].
Reaktor využíva [[väzbová energia jadra|väzbovú energiu jadra]], ktorá sa uvoľňuje pri [[štiepenie jadier|štiepení jadier]] ťažkých prvkov. Opakom je uvoľňovanie energie pri [[fúzia|fúzii]] (spájaní) jadier ľahkých prvkov.
Riadok 17:
[[Jadrové palivo]] je veľmi efektívne v porovnaní napr. s [[uhlie|uhlím]], [[biomasa|biomasou]] alebo [[obnoviteľné zdroje energie|obnoviteľnými zdrojmi energie]]. Z 1 gramu <sup>235</sup>U vznikne úplným štiepením až 75 600 MJ tepelnej energie.
Pre energetické účely sa využíva štiepna reakcia, ktorá je dobre technologicky zvládnutá. Vieme ju bezpečne riadiť a regulovať.
== Časti jadrového reaktora ==
Riadok 23:
'''1) palivo – palivové články'''
* prírodný urán obsahuje 0,72 % <sup>235</sup>U a 99,274 % <sup>238</sup>U
* obohacovaním sa zvyšuje podiel <sup>235</sup>U, pre energetické reaktory obvykle na 2,5-3,5 %, v niektorých prípadoch až na 5 %
* <sup>235</sup>U sa nazýva štiepnym (energetickým) materiálom - záchytom
* <sup>238</sup>U sa nazýva množivým materiálom - záchytom
* plutónium <sup>239</sup>Pu je tiež možné v reaktore použiť ako palivo, zmes plutónia s uránom sú takzvané MOX palivá (mixed/metall oxid fuel)
Riadok 33:
* [[moderátor neutrónov|moderátorom]] je látka, ktorá spomaľuje sekundárne neutróny, čím prispieva k udržaniu [[multiplikačný faktor|multiplikačného faktora]] neutrónov na konštantnej hodnote 1 – vznik stacionárnej reakcie, ovládnutie [[reťazová reakcia|reťazovej reakcie]]; ako moderátor sa používa [[ľahká voda]] H<sub>2</sub>O alebo [[ťažká voda]] D<sub>2</sub>O či [[grafit]]
* moderátor sa zrážkami s neutrónmi zahrieva a pri väčších
* moderátor nie je nevyhnutnou súčasťou jadrového reaktora, reaktory s rýchlymi neutrónmi moderátor nepotrebujú
Riadok 56:
V jadrových reaktoroch sa ako štiepny materiál používa [[izotop]] uránu - <sup>235</sup>U.
<sup>235</sup>U sa záchytom neutrónu mení na <sup>236</sup>U, ktorý je nestabilný, v dôsledku čoho sa jeho jadro štiepi najčastejšie na dve časti (fragmenty).
Po každom štiepení sa uvoľní presne 188MeV energie (vyplýva zo zákona zachovania energie). Pre zjednodušenie uvažujeme s 200MeV, ktoré sa rozdelia medzi štiepne fragmenty 160MeV a energiu rádioaktívnych premien 40MeV ([[beta častice]] 8MeV, [[gama žiarenie|gama fotóny]] 15MeV, neutróny 7MeV, [[Neutríno|neutrína]] 10MeV).
Riadok 84:
* Multiplikačný koeficient < 1
* Počet
* Dôsledok - znižovanie počtu štiepení, znižovanie počtu voľných neutrónov, znižovanie výkonu reaktora
Riadok 104:
* Dôsledok - zvyšovanie počtu štiepení, zvyšovanie počtu voľných neutrónov, zvyšovanie výkonu reaktora
Na reguláciu rýchlosti štiepenia sa používa tzv. moderátor napr. ťažká voda, grafit, [[berýlium]] a absorbátor napr. H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> ([[kyselina boritá]]).▼
Energia, ktorá zo štiepnej reakcie vzíde, výrazne zvyšuje kinetickú energiu molekúl vody či [[Oxid uhličitý|oxidu uhličitého]] v '''primárnom chladiacom okruhu'''. Tá sa pri výmene tepla vo výmenníku prenáša na vodu či
▲Na reguláciu rýchlosti štiepenia sa používa tzv. moderátor napr. ťažká voda, grafit, berýlium a absorbátor napr. H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> ([[kyselina boritá]]).
▲Energia, ktorá zo štiepnej reakcie vzíde, výrazne zvyšuje kinetickú energiu molekúl vody či oxidu uhličitého v '''primárnom chladiacom okruhu'''. Tá sa pri výmene tepla vo výmenníku prenáša na vodu či [[oxid uhličitý]] v sekundárnom okruhu. V dôsledku toho sa táto voda mení na paru s obrovskou E<sub>k</sub> a svojou vlastnou silou roztáča turbínu, ktorá poháňa elektrický [[generátor]].
== Bezpečnosť ==
| |||