Πώς μετατρέπετε την πυρηνική σε θερμική ενέργεια;
1. Πυρηνική σχάση:
* Ο πυρήνας: Τα άτομα είναι κατασκευασμένα από πυρήνα (πρωτόνια και νετρόνια) που περιβάλλεται από ηλεκτρόνια.
* Φυσικά υλικά: Ορισμένα βαριά στοιχεία, όπως το ουράνιο-235 ή το πλουτώνιο-239, είναι "σχισμένα". Αυτό σημαίνει ότι οι πυρήνες τους μπορούν να χωριστούν.
* βομβαρδισμός νετρονίων: Όταν ένα νετρόνιο χτυπά τον πυρήνα ενός σχάσιμου ατόμου, αναγκάζει τον πυρήνα να γίνει ασταθής και να χωριστεί σε δύο ή περισσότερους ελαφρύτερους πυρήνες (που ονομάζονται προϊόντα σχάσης).
* απελευθέρωση ενέργειας: Αυτή η διαδικασία διαίρεσης απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή κινητικής ενέργειας των προϊόντων σχάσης, των ακτίνων γάμμα και των νετρονίων.
2. Μετατροπή θερμικής ενέργειας:
* ράβδοι ελέγχου: Η διαδικασία σχάσης ελέγχεται χρησιμοποιώντας ράβδους ελέγχου (συνήθως κατασκευασμένη από υλικά απορρόφησης νετρονίων όπως το βόριο ή το κάδμιο) τα οποία απορροφούν τα νετρόνια, επιβραδύνοντας την αντίδραση.
* πυρήνας αντιδραστήρα: Η αντίδραση σχάσης λαμβάνει χώρα εντός του πυρήνα του αντιδραστήρα, ο οποίος έχει σχεδιαστεί για να περιέχει την παραγόμενη θερμότητα.
* Ψυκτικό: Ένα ψυκτικό (συχνά νερό) κυκλοφορεί μέσω του πυρήνα του αντιδραστήρα, απορροφώντας τη θερμότητα που παράγεται από σχάση.
* Εναλλάκτης θερμότητας: Το ζεστό ψυκτικό έπειτα ρέει μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας, μεταφέροντας τη θερμότητα του σε ξεχωριστό βρόχο νερού (συχνά ονομάζεται δευτερεύων βρόχος).
* Δημιουργία ατμού: Η θερμότητα από το δευτερεύον βρόχο μετατρέπει το νερό σε ατμό.
* Turbine: Ο ατμός οδηγεί έναν στρόβιλο, ο οποίος περιστρέφει μια γεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Συνοπτικά:
1.
2. Αυτή η ενέργεια συλλαμβάνεται από το ψυκτικό, το οποίο μεταφέρει τη θερμότητα μακριά από τον πυρήνα του αντιδραστήρα.
3. Η θερμότητα μεταφέρεται σε άλλο βρόχο νερού, ο οποίος παράγει ατμό.
4. Ο ατμός οδηγεί έναν στρόβιλο, ο οποίος παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Σημαντική σημείωση: Οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι πολύπλοκες και ρυθμισμένες σε μεγάλο βαθμό για να εξασφαλίσουν την ασφάλεια. Η όλη διαδικασία ελέγχεται προσεκτικά για να αποτρέψει τα ατυχήματα και να διαχειρίζεται τα ραδιενεργά απόβλητα που παράγονται από σχάση.
