En kärnreaktor är ett komplext system som utnyttjar den energi som frigörs av kärnklyvning för att generera elektricitet. Här är en uppdelning av dess arbetsprincip:
1. Kärnklyvning:
- Kärnan i reaktorn innehåller bränslestavar, vanligtvis anrikat uran. Dessa stavar är gjorda av urandioxidpellets, som är berikade med en högre andel uran-235.
- Neutroner avfyras vid uran-235-atomerna, vilket får dem att delas upp (fission). Detta släpper en enorm mängd energi i form av värme och fler neutroner.
2. Kedjereaktion:
- De släppta neutronerna slår andra uran-235-atomer och utlöser en kedjereaktion. Denna kontinuerliga process säkerställer en stadig frigöring av energi.
- Kontrollstänger gjorda av neutronabsorberande material som bor används för att reglera kedjereaktionen. Att infoga dessa stavar bromsar reaktionen, medan det drar sig tillbaka.
3. Värmeproduktion:
- Värmen som genereras från fissionreaktionen överförs till ett kylvätska (vanligtvis vatten) som strömmar genom reaktorkärnan.
- Denna kylvätska absorberar värmen och blir överhettad.
4. Ånggenerering:
- Den överhettade kylvätskan passeras sedan genom en värmeväxlare, där den värmer upp vatten i en separat slinga.
- Detta vatten förvandlas till ånga under högt tryck.
5. Turbinkraft:
- Ångan driver en turbin, som är ansluten till en generator.
- Turbinens rotation snurrar generatorn och producerar elektricitet.
6. Kondens och kylning:
- Efter att ha passerat genom turbinen kondenseras ångan tillbaka i vatten, med kyltorn eller andra metoder.
- Detta kylda vatten pumpas sedan tillbaka till värmeväxlaren och slutför cykeln.
Säkerhetsfunktioner:
- Kärnreaktorer har flera säkerhetsfunktioner för att förhindra olyckor och säkerställa säker drift.
- Dessa inkluderar:
- inneslutningsstrukturer: Omsluta reaktorkärnan för att innehålla radioaktivt material i händelse av en olycka.
- Emergency Cooling Systems: För att tillhandahålla ett kontinuerligt flöde av kylvätska till reaktorkärnan vid ett strömavbrott.
- neutronabsorberare: För att snabbt stänga av kedjereaktionen i en nödsituation.
Sammanfattning:
I huvudsak fungerar en kärnreaktor genom att använda en kontrollerad kedjereaktion av nukleär fission för att generera värme. Denna värme används sedan för att producera ånga, som driver en turbin för att generera el. Hela processen kontrolleras och övervakas noggrant för att säkerställa säkerhet och effektivitet.
