Какво представлява ядрен реактор?

Думите "ядрен реактор" сега са познати на всички, всъщност стават символ на цяла ера. Въпреки потенциалната опасност от използване на такива устройства, в светлината на изчерпването на световните запаси от петрол реактори с ядрено гориво са много обещаващи.

Ядреният реактор е инженерно устройство, в което се осъществява контролирана реакция на делене на делящ се ядрен реактор радиоактивно вещество, придружен от освобождаването на енергия. Основната цел е генерирането на електрически ток (атомни електроцентрали - атомни електроцентрали), както и производството на тежки ядрени елементи от периодичната таблица на Менделеев (трансформация). Първият ядрен реактор беше сглобен и пуснат в експлоатация през 1942 г. в Америка под контрола на изключителен физик на своето време - Енрике Ферми. Три години по-късно Канада пуска своя реактор, а през 1946 - Русия.

Трябва да отбележим един важен момент: много хора не са запознати с темата, често се смята, че един ядрен реактор произвежда електричество директно, и това е вторичен продукт на радиоактивни делящ гориво. За съжаление, това не е така. В действителност, ядрен реактор е огромен нагревател, ако не и да се каже "кана" доклади топлинна енергия топлоносител, който прави полезна работа за генериране на електричество чрез конвенционален генератор.

За да отговоря на много въпроси, нека разгледаме устройството на ядрен реактор. Конструктивно, всеки атомен реактор включва следните елементи:

- централно активна зона с бърз неутронен модератор. Тук протича реакцията на делене;

- отразяващи неутроните. Необходимо е да се намали проникването йонизиращо лъчение, както и за подобряване на ефективността на инсталацията;

- защита от радиация. Като правило оловните щитове;

- охлаждащата течност. Във всички съвременни модели на реактори е неразделна част;

- устройство за контролиране на потока от реакцията на ядрено разпадане;

- охлаждаща верига;

- механизъм за дистанционно управление.

Тежки метали - уран-233, 235 или плутоний-239 - се използват за работа с котли на ядрени реактори. Особеностите на тези елементи са, че спонтанното разпадане (разделяне) се извършва във всяка атомна единица във всяка единица време. В този процес неутроните се освобождават от атомните ядра. Атом, който е загубил (придобит) неутрон, се превръща в друг елемент на периодичната таблица. Например, по този начин Плутоний-239 се получава от Уран-238. Чрез удара на съседните атоми на горивния материал те, поради своята висока скорост, освобождават допълнителни неутрони. Общият брой нараства в прогресията - започва верижната реакция делене на ядра. Ако на този етап да не предприеме действия за нейното регулиране, резултатът е неконтролирано ядрена верижна реакция, придружено от отделяне лавина огромни количества енергия (ядрена експлозия).

За да контролира използването две свързващи метод - въвеждане в сърцевината модератор което намалява скоростта самоподдържаща неутронния за обработка и въвеждане на желания брой управляващи пръти (кадмий или борен) абсорбиращ излишък неутрони.

Когато ядрата се разпадат, се отделя топлина, която загрява циркулиращата охлаждаща течност (вода), превръща се в пара и върти турбината на електрическия генератор.

Това е основната схема. Има няколко разновидности. Например топлопреносната вода може да бъде естествено кипене или под налягане. Последният дава възможност да се получи прегрята пара, като се увеличи ефективността. В допълнение, водата не е единственият тип охладител (може да бъде газ или течен метал). Също така, при някои модификации на реакторите, забавящото устройство не се използва.