Ποια είναι η λειτουργία ενός πυρηνικού καυσίμου στον αντιδραστήρα;
* σχάση: Η διαδικασία διαίρεσης βαρέων ατομικών πυρήνων (όπως το ουράνιο) σε ελαφρύτερα, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή θερμότητας.
* ράβδο καυσίμου: Το πυρηνικό καύσιμο είναι τυπικά εγκλεισμένο σε μεγάλες ράβδους που ονομάζονται ράβδοι καυσίμου. Αυτές οι ράβδοι είναι διατεταγμένες σε μια συγκεκριμένη γεωμετρία εντός του πυρήνα του αντιδραστήρα.
* Αλυσιδωτή αντίδραση: Τα νετρόνια απελευθερώθηκαν κατά τη διάρκεια της σχάσης Άλλα άτομα ουρανίου, προκαλώντας περαιτέρω συμβάντα σχάσης. Αυτό δημιουργεί μια αυτοσυντηρούμενη αλυσιδωτή αντίδραση.
* Δημιουργία θερμότητας: Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της σχάσης είναι κατά κύριο λόγο με τη μορφή θερμότητας.
* Μετατροπή ενέργειας: Η θερμότητα που παράγεται από τον πυρήνα του αντιδραστήρα χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού, παράγοντας ατμό. Αυτός ο ατμός οδηγεί σε στροβίλους για να δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια.
Βασικά σημεία:
* Εμπλουτισμός: Το φυσικό ουράνιο περιέχει μόνο ένα μικρό ποσοστό σχάσιου ουρανίου-235. Το ουράνιο που χρησιμοποιείται στους αντιδραστήρες είναι τυπικά εμπλουτισμένο για να αυξήσει τη συγκέντρωση του ουρανίου-235, καθιστώντας τη σχάση πιο αποτελεσματική.
* ράβδοι ελέγχου: Η αλυσιδωτή αντίδραση ελέγχεται με την εισαγωγή και την απόσυρση ράβδων ελέγχου από υλικά απορρόφησης νετρονίων όπως το βόριο ή το κάδμιο. Αυτό βοηθά στη διατήρηση ενός σταθερού ρυθμού σχάσης.
* Αναλυτικά καύσιμα: Μετά από μια συγκεκριμένη περίοδο, το καύσιμο γίνεται "δαπανώνται" καθώς το ουράνιο-235 εξαντλείται. Το εξαντλημένο καύσιμο αφαιρείται από τον αντιδραστήρα και αποθηκεύεται σε ασφαλείς εγκαταστάσεις.
Συνοπτικά: Το πυρηνικό καύσιμο είναι η καρδιά ενός πυρηνικού αντιδραστήρα, επιτρέποντας την ελεγχόμενη απελευθέρωση ενέργειας μέσω της πυρηνικής σχάσης για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας.
