Informácie

Hľadanie

Jadrová energia a jadrový reaktorJadrová energia a jadrový reaktor

Ako sme už uviedli – štiepne reakcie sú silne exoenergetické a môžu teda slúžiť ako zdroje energie. Jadrová energia je časť väzbovej energie uvoľnenej pri jadrových reakciách. Pri štiepení uránu jadrová energia predstavuje asi 12 % väzbovej energie. Zariadenie na získanie energie pomocou štiepnych riadených reťazových reakcií je jadrový reaktor. Hlavné časti jadrového reaktoru sú: jadrové palivo, moderátor a absorbátor.

Palivo: 235U, 238U, 239Pu + pomalé neutróny.

V prírode najrozšírenejší izotop 238U ľahko zachytáva rýchle neutróny, ale väčšinou sa zbaví excitačnej energie emisiou g žiarenia a nie štiepením. Vhodným štiepnym palivom je izotop uránu 235U, ktorého však v prírodnom uráne je len 0,7 %. 235U má veľký účinný prierez pre štiepenie vyvolané pomalými neutrónmi, zatiaľčo 238U má tento účinný prierez malý. Je preto potrebné neutróny uvoľnené pri štiepení spomaliť, aby sa zabránilo ich pohlteniu jadrami 238U a umožnilo sa ďalšie štiepenie 235U. Na spomalenie štiepnych neutrónov v reaktore používame moderátor.

Moderátor je látka pohlcujúca energiu dopadajúcich rýchlych neutrónov bez toho, aby ich zachytávala. Ide o látku s nízkou atómovou hmotnosťou, aby došlo k energetickej výmene pri zrážke neutrónu s takouto látkou. Pôvodne sa používal ako moderátor uhlík vo forme grafitu, neskôr ťažká voda.

Absorbátor slúži ako regulátor reakcie. Sú to kadmiové tyče, schopné absorbovať pomalé neutróny. Ich zasúvaním, resp. vysúvaním sa riadi výkon reťazovej reakcie.

Dôležitý parameter reaktora je tzv. násobiaci faktor k, rovný podielu počtu neutrónov prítomných na začiatku určitej generácie k počtu neutrónov na začiatku predchádzajúcej generácie. Ak k = 1 ide o kritický režim práce reaktora - potrebný na prácu s konštantným výkonom (k > 1 nadkritický režim, k < 1 podkritický režim).

Energia vo forme tepla sa odvádza chladiacim médiom do zásobníka vody – vzniká para – tepelná energia sa premieňa na mechanickú a elektrickú. Jadro reaktora je obklopené vrstvou betónu, ktorý pohlcuje sprievodné žiarenie(g, p, e, n).