Reaktor

Jądrowy

• Urządzenie, w którym przeprowadza

się z kontrolowaną szybkością
reakcję rozszczepienia jąder
atomowych.

• Podstawowym elementem reaktora

jądrowego są pręty paliwowe, które
zawierają paliwo jądrowe.

• Stan kontrolowanej reakcji jądrowej

podtrzymującej się samoczynnie na
ustalonym poziomie nazywany jest stanem
krytycznym.

• Jeśli intensywność reakcji narasta, to stan

jest nadkrytyczny, gdy wygasa, to stan
jest podkrytyczny.

• Reaktor jest sterowalny i bezpieczny, gdy

ma małą, dodatnią reaktywność związaną z
neutronami opóźnionymi.

• Jak każde urządzenie wytwarzające energię,

reaktor musi być wyposażony w układ
sterowania, ponieważ stabilizujące działanie
ujemnego sprzężenia temperaturowego jest
niewystarczające, a poza tym zachodzi
konieczność uruchamiania i wyłączania, a
także zmiany mocy reaktora.

•

Metody sterowania polegają na

zmianie objętości paliwa,
moderatora, reflektora lub substancji
pochłaniającej neutrony.

• Często w reaktorach energetycznych

zamiast prętów kompensacyjnych
stosuje się trucizny, które wypalają
się w trakcie eksploatacji.

• przy czym pręty regulacyjne służą do

precyzyjnej zmiany strumienia
neutronów, podczas gdy pręty
bezpieczeństwa mają za zadanie
całkowite przerwanie reakcji
łańcuchowej w sytuacji awaryjnej -
oba te rodzaje prętów wsuwa się i
wysuwa z rdzenia w miarę potrzeby.

Ze względu na zastosowanie rozróżnia się:

 reaktory jądrowe badawcze

(o małej, tzw. zerowej

mocy wykorzystywane w badaniach naukowych)

 reaktory jądrowe produkcyjne

(służące do

wytwarzania sztucznych pierwiastków

promieniotwórczych)

 reaktory jądrowe energetyczne

(wytwarzające energię

cieplną przekształcaną w energię mechaniczną)

 reaktory jądrowe doświadczalne

(prototypy nowych

rozwiązań technicznych stosowanych w reaktorach

jądrowych).

ELEKTROWNI

A JĄDROWA

• Obiekt przemysłowo-energetyczny

wytwarzający energię elektryczną poprzez
wykorzystanie energii pochodzącej z
rozszczepienia jąder atomów, najczęściej
uranu. Ciepło konieczne do uzyskania pary
jest otrzymywane z reaktora jądrowego.

•

Kiedy w latach pięćdziesiątych powstawały

pierwsze elektrownie atomowe wydawało się,
że ludzkość uzyskała dostęp do ogromnych
ilości czystej, bezpiecznej i stosunkowo taniej
energii.

• Obecnie energetyka jądrowa budzi jednak

wiele wątpliwości zarówno natury ekologicznej
jak i ekonomicznej jednak może okazać się
jedynym środkiem łagodzącym kryzys.

• Zasadnicza różnica w konstrukcji obu

typów elektrowni dotyczy źródła pary

wodnej.

• W klasycznej elektrowni źródło to stanowi

kocioł parowy, w którym spalane są paliwa

kopalne.

• W przypadku elektrowni jądrowej

natomiast jest nim reaktor jądrowy, w

którym wykorzystuje się paliwo jądrowe.

REAKCJA

ROZSZCZEPIENIA

• Rodzaj rozpadu promieniotwórczego

wzbudzonego jądra atomowego
ciężkich pierwiastków na ogół na dwa,
czasem na więcej fragmentów,
również będących jądrami
atomowymi.

• Zjawisku towarzyszy emisja

neutronów i kwantów gamma oraz
wydzielenie znacznej ilości energii .

• Wraz ze wzrostem liczby atomowej

zwiększa się stosunek liczby
neutronów do liczby protonów w
jądrach. Obserwacje pokazały, że
jądra ciężkie chętnie emitują
promieniowanie alfa zmniejszając w
ten sposób swoją masę. Widać więc,
że są one znacznie mniej trwałe niż
jądra pierwiastków lżejszych.

• Reakcjom rozszczepienia jąder

ciężkich a także reakcjom syntezy
jąder lekkich towarzyszy wydzielanie
się energii. Po raz pierwszy
potwierdzili to Hahn i Strassman w
roku 1939 przeprowadzając pierwsze
udane rozszczepienie.

• Doświadczenie przez nich

przeprowadzane polegało na
bombardowaniu neutronami jąder
uranu. W badanych próbkach
stwierdzili oni obecność baru.