1. Kedjereaktion:För att initiera processen anrikas en reaktors bränsle, som vanligtvis är uran eller plutonium, så att det innehåller en högre koncentration av klyvbara isotoper. Dessa klyvbara isotoper, såsom uran-235 eller plutonium-239, kan genomgå kärnklyvning när de träffas av en neutron. När en neutron träffar dessa isotoper delas de upp i lättare element samtidigt som de frigör fler neutroner och en stor mängd energi i form av värme.
2. Kärnbränsle:Bränslet till en kärnreaktor laddas i stavar, och dessa stavar placeras sedan i aggregat som är anordnade i reaktorhärden. Kärnan är reaktorns hjärta där fissionsreaktioner inträffar.
3. Måttlighet:När neutroner frigörs från splittringen av klyvbara isotoper, är de fortfarande för energiska för att upprätthålla en kedjereaktion. För att bromsa dessa snabbt rörliga neutroner och göra dem mer benägna att absorberas av andra klyvbara isotoper, används ett moderatormaterial som vatten eller grafit.
4. Kontrollstavar:För att styra kedjereaktionen och reglera reaktorns effekt, sätts kontrollstavar in i reaktorhärden. Dessa stavar innehåller element som lätt absorberar neutroner, såsom kadmium, bor eller hafnium. Genom att justera positionen och djupet för dessa stavar kan absorptionen av neutroner justeras och därigenom styra fissionsreaktionshastigheten.
5. Kylsystem:När reaktorn är i drift måste den enorma mängden värme som genereras från fissionsreaktioner avlägsnas. Detta görs med hjälp av ett kylsystem. Vatten eller annat lämpligt kylmedel cirkuleras runt reaktorhärden, där det absorberar värme från bränslestavarna.
6. Värmeväxlare:Den uppvärmda kylvätskan passerar sedan genom en värmeväxlare, där den överför sin värme till en sekundär kylslinga som innehåller vatten. Detta förhindrar att radioaktiva ämnen direkt förorenar den yttre miljön.
7. Ångturbin:Ångan som genereras från den sekundära slingan leds till en turbin, vilket får dess blad att snurra. Denna snurrande rörelse omvandlar värmeenergin till mekanisk energi.
8. Generator:Turbinaxeln är kopplad till en elektrisk generator, som omvandlar den spinnande turbinens mekaniska energi till elektrisk energi. Denna elektriska energi distribueras sedan genom elnätet.
9. Säkerhetssystem:Kärnreaktorer är utrustade med olika säkerhetssystem för att säkerställa säker drift av anläggningen och minimera risken för olyckor. Dessa kan inkludera nödavstängningsmekanismer, inneslutningsstrukturer, olika kylningsmetoder och pågående övervakningssystem.
Det är viktigt att notera att kärnreaktorer är mycket komplexa system med många ytterligare komponenter och system involverade i processen. Denna förklaring ger en grundläggande översikt över de grundläggande principerna för kärnreaktordrift.
