Jedrski reaktor

Iz Wikipedije, proste enciklopedije

Sredica majhnega jedrskega reaktorja, ki se uporablja za raziskave

Jêdrski reáktor je naprava, v kateri poteka nadzorovana cepitev uranovih ali plutonijevih jeder. Reaktorji so zasnovani tako, da se reakcija vzdržuje sama na nadzorovan način v nasprotju z jedrske eksplozije, kjer se verižna reakcija zgodi v delcu sekunde.

Jedrski reaktorji se uporabljajo za veliko namenov. Najbolj značilna uporaba je proizvodnja električne energije. Raziskovalni reaktorji se uporabljajo za izdelavo izotopov in za poskuse s prostimi nevtroni. Včasih je bila prva naloga jedrskih reaktorjev proizvodnja plutonija za jedrsko orožje. V vojski se uporablja tudi za pogon podmornic ali ladij.

Trenutno vsi komercialni reaktorji temeljijo na jedrski cepitvi, zaradi tega pa se smatrajo za problematične pri zdravju in varnosti. Nekateri pa jedrsko energijo smatrajo za varno in čisto metodo proizvodnje elektrike. Fuzijska energija je poskusna tehnologija, ki temelji na zlivanju jeder. Obstajajo tudi druge jedrske naprave, kjer se jedrske reakcije odvijajo na nadzorovan način. Med te sodijo radioizotopni termoelektrični generatorji in atomske baterije, ki ustvarjajo toploto in energijo z izkoriščanjem pasivnega radioaktivnega razpada, kot tudi Farnsworth-Hirschovi fuzorji, kjer se nadzorovano jedrsko zlivanje uporablja za proizvodnjo nevtronskega sevanja.

[uredi] Uporaba

Jedrska energija:
- toplota za proizvodnjo električne energije
- toplota za domače in industrijsko ogrevanje
- razsoljevanje
Jedrski pogon:
- pogon jedrskih podmornic
- predlagane jedrske termalne rakete
Transmutacija elementov:
- proizvodnja plutonija, pogosto za uporabo v jedrskem orožju
- ustvarjanje različnih radioaktivnih izotopov, kot so americij v detektorjih dima ter kobalt-60, molibden-99 in ostali, ki se uporavljajo za slikanje in zdravstvo.
V raziskavah:
- pridobivanje vira nevtronskega in pozitronsko sevanje pozitronskega sevanja (npr. za kalij-argonovo datiranje)
- razvoj jedrske tehnologije

[uredi] Vrste jedrskih reaktorjev

[uredi] Namembnost

Energetski reaktorji - za proizvodnjo toplote, večinoma za pretvorba toplote v delo|pretvorbo toplote v električno energijo
Produkcijski reaktorji - za proizvodnjo plutonija za atomske bombe
Dvonamenski reaktorji - za proizvodnjo energije in plutonija
Raziskovalni reaktorji

Za proizvodnjo plutonija, primernega za bombe, mora biti omogočeno zelo pogosto menjavanje goriva. Najpogostejši energetki reaktorji (tlačno- ali vrelo-vodni) ne dajejo dovolj čistega cepljivega plutonija, ker se gorivo menja občasno, na 12 do 18 mesecev. Pogostejša menjava goriva je možna pri reaktorjih tipa CANDU, RBMK in produkcijskih reaktorjih. Pri čisto produkcijskih reaktorjih proizvedeno toplotno energijo zavržejo kot odpadno toploto.

[uredi] Tehnične razlike

Obstajata dve osnovni vrsti reaktorjev, ki se razlikujeta po energijskem spektru, oziroma po hitrosti nevtronov:

Termični (počasni) reaktorji
Hitri reaktorji

[uredi] Obstoječe družine jedrskih reaktorjev

Tlačnovodni reaktor (PWR)
Vrelovodni reaktor (BWR)
Težkovodni reaktor (PHWR ali CANDU)
Kanalni reaktor velike moči (RBMK)
Reaktor hlajen s plinom (HTGR, AGR, GCR (Magnox), zgodnji produkcijski reaktorji hlajeni z zrakom (Hanford), moderator je grafit, poskusno tudi težka voda)
Hitri oplodni reaktor (FBR ali SNR)

[uredi] Jedrski reaktorji v Sloveniji

Raziskovalni reaktor TRIGA - Deluje od leta 1966, največja moč 250 kW, gorivo obogaten uran (do 20% ²³⁵U), masa goriva 2,3 kg, moderator cirkonijev hidrid, hladilo navadna voda, 4 palice iz borovega karbida za regulacijo moči.
Jedrska elektrarna Krško - Deluje od leta 1981; reaktor v Jedrski elektrarni Krško je tlačnovodnega tipa. Največja moč je 696 MW, gorivo je obogaten uran (2,1-4,95 utežnih odstotkov ²³⁵U), masa goriva je okoli 50 t, gorivnih elementov je 121, moderator demineralizirana voda, 33 snopov po 20 palic iz zlitine srebra, indija in kadmija za regulacijo moči.