background image
background image

Spis treści

Co to jest reaktor jądrowy?

Budowa reaktora

Typy reaktorów

Paliwa

Historia

Statystyka

Reaktor Ewa

Reaktor Maria

Zastosowanie

Źródła

background image

Co to jest reaktor 

jądrowy?

Reaktor jądrowy to urządzenie, w którym 

przeprowadza się z kontrolowaną szybkością 

reakcję rozszczepienia jąder atomowych. Reakcja 

rozszczepienia jąder atomowych ma przebieg 

lawinowy – jedna reakcja łańcuchowa może 

zainicjować kilka następnych. W celu kontrolowania 

szybkości reakcji tak by przebiegała z jednakową 

prędkością wprowadza się do reaktora substancje 

pochłaniające neutrony. Są to na przykład bor lub 

kadm. Substancje te umieszczone są w prętach 

zwanych regulacyjnymi. Moderator służy do 

spowalniania neutronów poprzez zderzenia 

neutronów z jądrami moderatora.

background image

Budowa reaktora

Typowy reaktor jądrowy 

zbudowany jest z rdzenia, 

reflektora neutronów oraz 

osłon biologicznych. Sam 

rdzeń zawiera pręty 

paliwowe, pręty regulacyjne 

(pochłaniają nadmiar 

neutronów), pręty 

bezpieczeństwa, moderator 

(zmniejsza energię 

neutronów), kanały 

chłodzenia i kanały badawcze.

background image

Typy reaktorów

energetyczne, 

reaktory wodne, ciśnieniowe (tzw. PWR i WWER), w których chłodziwem i 

moderatorem jest zwykła woda pod ciśnieniem (na tyle wysokim by woda 

nie zaczęła odparowywać podczas normalnej pracy reaktora). 

wyjątkowymi reaktorami wodnymi, ciśnieniowymi są reaktory RBMK 

(tego typu reaktory były między innymi w Czarnobylu oraz w innych 

elektrowniach na terenie byłego ZSRR), chłodzone są wodą, a 

moderowane grafitem. 

reaktory wodne, wrzące (BWR), w których chłodziwem i moderatorem jest 

również zwykła woda, ale wrząca, 

reaktory ciężkowodne (PHWR np. CANDU ), chłodziwem i moderatorem 

jest ciężka woda, 

reaktory gazowe (GCR, AGR, HTGR), w których chłodziwem jest gaz 

(dwutlenek węgla lub hel), a moderatorem grafit, 

reaktory prędkie (LMFR na szybkich neutronach), pozbawione moderatora, 

chłodziwem są najczęściej stopione metale: sód, rzadziej ołów. 

napędowe (głównie okrętów podwodnych i dużych okrętów wojennych), 

militarne (wytwarzające materiał rozszczepialny do broni jądrowej), 

badawcze. 

background image

Paliwa

W większości reaktorów (a we wszystkich lekko-wodnych) paliwo 
jądrowe stanowi wzbogacony uran. Wzbogacenie polega na 
zwiększeniu zawartości rozszczepialnego U-235 do około 3-5% (z 
około 0,7%), ale reaktory ciężkowodne (CANDU, PHWR) pracują 
przy naturalnym udziale izotopów. Reaktory prędkie wymagają 
jako paliwa bardziej wzbogaconego uranu (do 20%), bądź plutonu. 
Przy odpowiedniej konstrukcji reaktor jest w stanie produkować w 
ten sposób więcej paliwa, niż go zużywa (reaktor powielający).

W przyszłości planuje się wykorzystywać jako paliwo jądrowe 
wzbogacony tor. W wyniku rozszczepienia toru powstają jądra 
atomowe o mniejszej masie niż przy rozszczepieniu uranu lub 
plutonu i jest wśród nich więcej jąder trwałych. Rozszczepienie 
toru wytwarza zbyt mało neutronów by uzyskać masę krytyczną, 
w związku z tym do reaktora takiego trzeba by wstrzeliwać 
neutrony pochodzące z zewnątrz. 

background image

Historia 

Pierwszy reaktor (uranowo-

grafitowy) zwany CP-1 (ang. 
Chicago Pile no.1, "Stos 
chicagowski nr 1") zbudowany na 
Uniwersytecie w Chicago pod 
kierunkiem włoskiego uczonego 
Enrico Fermiego-fizyka teoretyka, 
laureata Nagrody Nobla z 
dziedziny fizyki w roku 1938. 
Pierwsza kontrolowana reakcja 
łańcuchowa została w nim 
zapoczątkowana 2 grudnia 1942.

background image

Statystyka

10 listopada 2004 roku były na 

świecie 442 reaktory. 

Znamionowa moc elektryczna 

bloków energetycznych, w 

których skład wchodziły 

wynosiła 366,5 GW(e). Tylko 

48 z tych bloków miało mniej 

niż 10 lat. 266 reaktorów to 

reaktory wodne ciśnieniowe 

(PWR i WWER) mogące 

wytworzyć 239,6 GW(e). 22 

reaktory jądrowe były w 

budowie, z czego 12 to PWR i 

WWER.

background image

Reaktor Ewa 

Pierwszy w Polsce 

doświadczalny reaktor jądrowy, 

uruchomiony 14 czerwca 1958 

w Instytucie Badań Jądrowych w 

Otwocku-Świerku pod Warszawą 

(obecnie Instytut Energii 

Atomowej); reaktor wyłączony w 

lutym 1995 z braku uranu, 

ponownie włączony w kwietniu, 

po sprowadzeniu pierwiastka z 

Rosji, aktualnie wygaszony i 

zdemontowany. Nazwa była 

akronimem od wyrazów: 

eksperymentalny, wodny, 

atomowy.

background image

Reaktor Maria

Jedyny obecnie działający polski reaktor jądrowy (pierwszy polskiej 
produkcji) o mocy cieplnej 30 MW, uruchomiony w grudniu 1974 w 
Instytucie Badań Jądrowych w Otwocku-Świerku pod Warszawą 
(obecnie Instytut Energii Atomowej). Nosi imię Marii Skłodowskiej-
Curie. Maria jest reaktorem doświadczalnym. Posiada bardzo 
korzystne położenie geograficzne (izolacja od osiedli ludzkich) i 
dzięki temu uniknął losu wielu europejskich badawczych reaktorów 
jądrowych, które zostały zamknięte ze względów bezpieczeństwa.

background image

Zastosowanie

Z uwagi na przeznaczenie reaktory można podzielić w 

zasadzie na dwie kategorie: badawcze i energetyczne.

Reaktory badawcze, do których zaliczyć należy również zestawy 

krytyczne, służą jako narzędzia badań w zakresie fizyki reaktorowej, 

chemii radiacyjnej, radiochemii, właściwości materiałów, energetyki 

jądrowej itp. oraz jako źródła promieniowania (głównie neutronów i 

promieniowania γ) do produkcji radioizotopów (nuklidów 

promieniotwórczych), stosowanych w medycynie, biologii, rolnictwie, 

przemyśle, itd. Niektóre reaktory badawcze z uranem naturalnym lub 

nisko-wzbogaconym o dużym współczynniku przemiany paliwa stanowią 

również źródło nowego paliwa plutonowego.

Reaktory energetyczne są przeznaczone do produkcji energii w 

elektrowniach lądowych lub na statkach (reaktory napędowe). Reaktory 

napędowe nie różnią się w zasadzie od stacjonarnych, poza tym, że 

muszą się odznaczać małymi rozmiarami, co dotyczy również osłon, i 

zapewniać bezpieczną eksploatację również w niesprzyjających 

warunkach w czasie podróży. Dotychczas reaktory znalazły zastosowanie 

do napędu łodzi podwodnych, okrętów wojennych i statków morskich.


Document Outline