Nuklearni reaktor – razlika između verzija

 

== Kako reaktor radi ==

 

[[Datoteka:Heterogeneous_reactor_scheme.png|okvir|''' Heterogeni nuklearni reaktor sa termičkim neutronima. Šema:'''<br />1 — [[Kontrolne šipke]]<br />2 — [[Biološka zaštita]]<br />3 — [[Zašita]]<br />4 — [[Moderator neutrona]]<br />5 — [[Ciklus nuklearnog goriva|Nuklearno gorivo]]<br />6 — [[Prevodilac toplote]]]]

 

Osnovni delovi u jednoj nuklearnoj elektrani su:

* [[Nuklearno gorivo]]

* [[Moderator neutrona]]

* [[Električni generator]]

* [[Kondenzator pare]]

 

Nuklearnoj elektrani za proizvodnju električne energije, pre svega, potrebno je nuklearno gorivo. Toplota se proizvodi u nuklearnoj fisiji u unutrašnjosti reaktora. Kada je relativno veliko fisiono jezgro atoma (obično [[uranijum]] 235 ili [[plutonijum]] 239) udareno [[neutron]]om, formira dva ili više manjih nukleusa kao produkte fisije, oslobađajući energiju i neutrone. Novonastali neutroni dovode do dalje fisije i nastanka nuklearne lančane reakcije. Kada se [[nuklearna lančana reakcija]] kontroliše, energija koja se oslobodi može da se iskoristi za zagrevanje vode, proizvodi se para koja pokreće turbinu koja ide do generatora električne energije. Važno je napomenuti da nuklearna eksplozija podrazumeva nekonstrolisanu lančanu reakciju, dok u reaktoru nije moguće dostići ovaj nivo. Obogaćeni uranijum je prirodni uranijum u kome je povećana procentaža uranijuma 235. Prirodni uranijum sadrži samo 0,72% uranijuma 235, a ostalo je uglavnom uranijum 238 (99,2745%) i malo uranijuma 234(0,0055%). Povećanjem koncentracije uranijuma 235 u prirodnom uranijumu, povećava se i verovatnoća da dođe do fisione reakcije pomoću termičkih neutrona, s obzirom da se uranijum 238 većinom raspada pomoću brzih neutrona a uranijum 235 pomoću termičkih.

=== Konstrukcija ===

Nuklearni reaktor, obično, sadrži sledeće delove:

* [[Jezgro reaktora]] sa [[nuklearno gorivo|nuklearnim gorivom]] i [[Moderator neutrona|moderatorom]]

* Reflektor [[neutrona]], koji okružuje jezgro reaktora

 

== Osnovna podela reaktora ==

=== ''' Reaktori hlađeni i moderovani običnom vodom (-{H}-₂O)''' ===

U ovu grupu reaktora spadaju [[VVER]], -{PWR}- ([[reaktor sa vodom pod pritiskom]] ili ''pressurized water reactor'') i -{BWR}- ([[reaktor sa ključalom vodom]] ili ''Boiling Water Reactor''). Smatraju se najbezbednijom i najpouzdanijom tehnologijom pa su s toga i najrasprostranjenija vrsta reaktora danas u svetu (iako je reaktor [[Ostrvo Tri milje]], poznat po nuklearnoj katastrofi 1979. godine, ovog tipa).

Nešto niži pritisak koriste rektori s ključalom vodom. Efikasnost ovih reaktora je veća nego kod ostalih tipova reaktora, čak se smatraju stabilnijim i sigurnijim. Nažalost, ključala voda u reaktoru izaziva druge probleme. Najveći je taj, što radioaktivna voda iz reaktora može da ošteti ostale komponente i ozbiljno ugrozi osoblje oko reaktora ukoliko voda iscuri prilikom neočekivane havarije.

 

=== '''Reaktori moderovani teškom vodom (-{D}-₂O)''' ===

-{PHWR}- (Reaktor sa teškom vodom pod pritiskom ili -{''Pressurized Heavy Water Reactor''}-). Prvi reaktor ovog tipa izgrađen je u Kanadi, poznat pod nazivom [[KANDU]]. Ovi reaktori su hlađeni i moderovani [[Teška voda|teškom vodom]]. Zbog toga, ovi reaktori mogu da koriste i prirodni uranijum. Zamena goriva u rekatoru može da se sprovede i dok reaktor radi, što omogućava uštedu vremena, energije, uranijuma itd. Izgrađeni su u Kanadi mada su do danas izvezeni i u Rumuniju, Argentinu, Koreju, Indiju, Pakistan.

 

=== '''Reaktori moderovani grafitom (-{C}-)''' ===

[[RBMK]] (Reaktor Bolьšoй Moщnosti Kanalьnogo tipa) ili -{LWGR}- (-{Light Water Graphite Reactor}-). Ova vrsta reaktora je korišćena uglavnom u Rusiji. Napravljen u cilju proizvodnje plutonija i električne energije. Reaktor u [[Černobilj]]u je bio ovog tipa pa se s toga ova vrsta reaktora smatra izrazito nesigurnom i nedovoljno bezbednom.

 

 

=== '''Reaktori hlađeni tečnim metalom''' ===

Ovakav tip reaktora nema [[moderator neutrona|moderator]] i proizvodi veću količinu goriva nego što iskoristi odnosno potroši. [[Nuklearna elektrana Superfeniks|Superfeniks reaktor]] u [[Francuska|Francuskoj]] je ovog tipa zajedno sa Fermi-1 u Sjedinjenim Američkim Državama. Ovi reaktori koriste tečan natrijum za hlađenje i spadaju u grupu brzih reaktora.

Postoje dve vrste ovih reaktora:

 

=== '''Podela prema nuklearnoj reakciji''' ===

1. Fisiona reakcija- Većina savremenih reaktora je bazirana na fisionoj reakciji. Uglavnom se za gorivo koristi uranijum, ali se vode istraživanja i sa torijumovim ciklusom. Fisioni reaktori se mogu podeliti u dve grupe, u zavisnosti od energije neutrona koji se koriste da iniciraju nuklearnu fisionu lančanu reakciju:

* Termički reaktori koriste spore tj. termičke [[neutron]]e. Većina reaktora je ovog tipa. Ovi neutroni imaju veću verovatnoću da iniciraju reakciju na uranijumu 235, i manju verovatnoću da budu apsorbovani [[uranijum]]om 238 u poređenju sa brzim neutronima koji su produkt fisione reakcije.

* Brzi reaktori koriste brze neutrone za inicijaciju fisione reakcije. Karakteristika ovih reaktora je da ne koriste moderator. Ovi neutroni imaju manju verovatnoću da dovedu do fisije uranijuma 235 i veću verovatnoću da iniciraju fisiju na uranijumu 238. Brzi reaktori će u poređenju sa termičkim reaktorima, proizvoditi manje radioaktivnog otpada. Njihov glavni nedostatak je veoma teška izgradnja i skupa tehnika. Konstrukcija ovih reaktora je i dalje u razvoju u primerima četvrte generacije nuklearnih reaktora.

 

# Reaktori III generacije

# Reaktori IV generacije

 

=== '''Podela prema fazi goriva''' ===

#* Reaktori koji priozvode materijale za nuklearna oružja

# Reaktori za istraživanja-za podučavanje studenata, razna istraživanja materijala.

 

== Pregled podele energetskih reaktora ==