Πώς απελευθερώνεται η θερμότητα κατά τη διάρκεια μιας ατομικής αντίδρασης που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε πυρηνικό αντιδραστήρα;
1. Πυρηνική σχάση:
* ράβδους καυσίμου: Ο πυρήνας του αντιδραστήρα περιέχει ράβδους καυσίμου, τυπικά εμπλουτισμένο ουράνιο.
* βομβαρδισμός νετρονίων: Τα νετρόνια απελευθερώνονται, εντυπωσιακά άτομα ουρανίου και προκαλώντας τα χωρισμένα (σχάση). Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή θερμότητας.
* Αλυσιδωτή αντίδραση: Η διαδικασία σχάσης απελευθερώνει επίσης περισσότερα νετρόνια, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν περαιτέρω αντιδράσεις σχάσης, δημιουργώντας μια αυτοσυντηρούμενη αλυσιδωτή αντίδραση.
2. Μεταφορά θερμότητας:
* Ψυκτικό: Ένα ψυκτικό (συνήθως νερό) κυκλοφορεί μέσω του πυρήνα του αντιδραστήρα, απορροφώντας τη θερμότητα που απελευθερώνεται από τη διαδικασία σχάσης.
* Εναλλάκτης θερμότητας: Το καυτό ψυκτικό στη συνέχεια μεταφέρεται σε εναλλάκτη θερμότητας, όπου θερμαίνει ένα ξεχωριστό βρόχο νερού.
3. Δημιουργία ατμού:
* Παραγωγή ατμού: Η θερμότητα από το ψυκτικό μετατρέπει το νερό στο δευτερεύον βρόχο σε ατμό. Αυτός ο ατμός βρίσκεται υπό υψηλή πίεση.
* Turbine: Ο ατμός υψηλής πίεσης κατευθύνεται σε έναν στρόβιλο, προκαλώντας την περιστροφή του.
4. Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας:
* γεννήτρια: Ο στρογγυλός στρόβιλος συνδέεται με μια γεννήτρια, η οποία μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια του στροβίλου σε ηλεκτρική ενέργεια.
* μετάδοση: Στη συνέχεια, η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια αποστέλλεται στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας για διανομή.
Συνοπτικά:
* Πυρηνική σχάση: Διαχωρίζει τα άτομα, απελευθερώνοντας θερμότητα.
* Ψυκτικό: Απορροφά τη θερμότητα από τον πυρήνα του αντιδραστήρα.
* Εναλλάκτης θερμότητας: Μεταφέρει θερμότητα σε δευτερεύοντα βρόχο νερού.
* Παραγωγή ατμού: Το νερό μετατρέπεται σε ατμό υψηλής πίεσης.
* Turbine: Ο ατμός περιστρέφει τον στρόβιλο.
* γεννήτρια: Η κίνηση του στροβίλου παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Σημαντική σημείωση: Οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι πολύπλοκες και σχεδιασμένες προσεκτικά για να εξασφαλίσουν την ασφάλεια και τον έλεγχο της διαδικασίας σχάσης. Υπάρχουν συστήματα και διαδικασίες ασφαλείας για την πρόληψη των ατυχημάτων και τη διαχείριση των παραγόμενων ραδιενεργών αποβλήτων.
