ένας πυρηνικός πώς λειτουργεί ο αντιδραστήρας
Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες είναι μεγάλες, σύνθετες μηχανές που χρησιμοποιούν πυρηνική σχάση για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Η σχάση είναι η διαδικασία διαίρεσης του πυρήνα ενός ατόμου, η οποία απελευθερώνει μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού, το οποίο μετατρέπει έναν στρόβιλο συνδεδεμένο σε μια ηλεκτρική γεννήτρια. Η γεννήτρια μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια του στροβίλου σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια διανέμεται σε σπίτια και επιχειρήσεις.
Τα βασικά συστατικά ενός πυρηνικού αντιδραστήρα είναι:
* καύσιμο: Το καύσιμο για έναν πυρηνικό αντιδραστήρα είναι ουράνιο. Το ουράνιο είναι ένα στοιχείο που συμβαίνει φυσικά που εξορύσσεται από τη γη.
* Συντονιστής: Ο συντονιστής είναι ένα υλικό που επιβραδύνει τα νετρόνια που παράγονται από σχάση. Αυτό είναι απαραίτητο επειδή τα νετρόνια πρέπει να επιβραδύνονται για να συλληφθούν από τα άτομα του ουρανίου και να τα προκαλέσουν σε σχάση.
* Ψυκτικό: Το ψυκτικό είναι ένα υλικό που μεταφέρει τη θερμότητα μακριά από τον πυρήνα του αντιδραστήρα. Το ψυκτικό είναι συνήθως νερό ή υγρό νάτριο.
* ράβδοι ελέγχου: Οι ράβδοι ελέγχου χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του ρυθμού σχάσης. Οι ράβδοι ελέγχου είναι κατασκευασμένες από ένα υλικό που απορροφά νετρόνια, τα οποία τους εμποδίζουν να προκαλέσουν σχάση.
Η πυρηνική αντίδραση
Η πυρηνική αντίδραση που λαμβάνει χώρα σε πυρηνικό αντιδραστήρα είναι σχάση. Η σχάση είναι η διαδικασία διαίρεσης του πυρήνα ενός ατόμου, η οποία απελευθερώνει μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Οι πυρήνες των ατόμων ουρανίου χωρίζονται από νετρόνια. Όταν ένα νετρόνιο χτυπά έναν πυρήνα ουρανίου, αναγκάζει τον πυρήνα να χωριστεί σε δύο μικρότερους πυρήνες, καθώς και να απελευθερώνει δύο ακόμη νετρονομικά. Αυτά τα νετρόνια μπορούν στη συνέχεια να διαχωρίσουν άλλους πυρήνες ουρανίου, προκαλώντας αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης.
Η ενέργεια που απελευθερώνεται με σχάση χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού. Το θερμαινόμενο νερό στη συνέχεια μετατρέπει έναν στρόβιλο, ο οποίος συνδέεται με μια ηλεκτρική γεννήτρια. Η γεννήτρια μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια του στροβίλου σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια διανέμεται σε σπίτια και επιχειρήσεις.
Χαρακτηριστικά ασφαλείας
Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες έχουν σχεδιαστεί με διάφορα χαρακτηριστικά ασφαλείας για την πρόληψη ατυχημάτων. Αυτά τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:
* Κτίριο συγκράτησης: Το κτίριο συγκράτησης είναι μια μεγάλη, οπλισμένη δομή σκυροδέματος που περικλείει τον πυρήνα του αντιδραστήρα. Το κτίριο συγκράτησης έχει σχεδιαστεί για να αποτρέψει την απελευθέρωση ραδιενεργού υλικού σε περίπτωση ατυχήματος.
* Σύστημα ψύξης πυρήνα έκτακτης ανάγκης: Το σύστημα ψύξης πυρήνα έκτακτης ανάγκης είναι ένα σύστημα δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας που παρέχει νερό στον πυρήνα του αντιδραστήρα σε περίπτωση που αποτυγχάνει το κανονικό σύστημα ψύξης.
* ράβδοι ελέγχου: Οι ράβδοι ελέγχου χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του ρυθμού σχάσης. Οι ράβδοι ελέγχου είναι κατασκευασμένες από ένα υλικό που απορροφά νετρόνια, τα οποία τους εμποδίζουν να προκαλέσουν σχάση.
Πυρηνική ενέργεια
Η πυρηνική ενέργεια αποτελεί σημαντική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι πυρηνικοί σταθμοί παρέχουν περίπου το 20% της ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας. Η πυρηνική ενέργεια είναι μια αξιόπιστη και αποτελεσματική πηγή ενέργειας και δεν παράγει αέρια θερμοκηπίου.
Το μέλλον της πυρηνικής ενέργειας
Το μέλλον της πυρηνικής ενέργειας είναι αβέβαιο. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η πυρηνική ενέργεια είναι πολύ επικίνδυνη και δαπανηρή, ενώ άλλοι πιστεύουν ότι είναι μια απαραίτητη πηγή ενέργειας για το μέλλον. Το μέλλον της πυρηνικής ενέργειας πιθανότατα θα καθοριστεί από την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών ασφαλείας και το κόστος άλλων πηγών ενέργειας.
