Współczesne elektrownie jądrowe

Współczesne elektrownie jądrowe wykorzystują energię wyzwalającą się podczas somopodtrzymujących się, kontrolowanych reakcji rozszczepiania jąder niektórych ciężkich pierwiastków. Rozszczepieniu jednego jądra atomu uranu U-235 towarzyszy wydzielenie się ok. 200 MeV b energii. Jest to olbrzymia liczba w porównaniu z energią wyzwalającą się w wyniku przebiegu reakcji chemicznych, gdzie wynosi ona zaledwie kilka elektronowoltów na jeden atom (program uprawnienia budowlane na komputer).

Wykorzystanie energii cieplnej reaktora dla celów energetycznych jest bardzo podobne do wykorzystania ciepła w elektrowniach konwencjonalnych, ale ma szereg specyficznych właściwości. Uproszczony schemat elektrowni jądrowej. Cylindryczne pręty paliwowe, wykonane z materiału rozszczepialnego (zamiast oddzielnych prętów paliwowych stosuje się czasem zgrupowane cienkie pręty lub płyty tworzące tzw. elementy paliwowe), umieszczone są w rdzeniu reaktora. W rezultacie reakcji jądrowych pręty paliwowe nagrzewają się, a wydzielające się ciepło jest odbierane przez czynnik chłodzący przepływający wzdłuż tych prętów.

Neutrony opuszczające rozszczepione jądra atomów paliwa mają dużą energię kinetyczną, a od neutronów mających powodować dalsze rozszczepianie paliwa wymagane są często energie niższe (termiczne). Materiał, którego zadaniem jest obniżenie energii neutronów, nazywa się moderatorem (spowalniaczem) (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Niekiedy rolę moderatora spełnia czynnik chłodzący (H20 lub D20). W innych przypadkach można stosować moderator w postaci bloków grafitowych z odpowiednimi kanałami, w których umieszcza się pręty paliwowe. Czynnik chłodzący przepływa wówczas przekrojem pierścieniowym między grafitem i prętem. Istnieją również tzw. reaktory prędkie, w których nie ma moderatora.

Rdzeń reaktora jądrowego znajduje się w zbiorniku ciśnieniowym (a niekiedy i bezciśnieniowym). Czynnik chłodzący opuszczający rdzeń reaktora dostaje się do generatora pary i tam oddaje swe ciepło. Wytworzona para wodna płynie do tur ekspanduje w niej i po skropleniu kondensat zostaje z powrotem do generatora pary (uprawnienia budowlane). Czynnik chłodzący obiegu pierwotnego znajduje również w obiegu zamkniętym. Niekiedy stosuje się obieg pojedynczy i czynnik chłodzący opuszczający reaktor płynie bezpośrednio do turbiny.

Reakcje jądrowe

Do regulacji ilości wytwarzanej energii w reaktorze stosuje się tzw. p: sterownicze, które przez odpowiednie zanurzenie w rdzeniu regulują reakcji jądrowych, a tym samym i moc cieplną reaktora. Pręty wykonane są z materiału silnie pochłaniającego neutrony; przez ich w rdzeniu wstrzymuje się natężenie rozszczepień paliwa jądrowego, sterownicze służą również do rozruchu reaktora oraz do przerwania jego łania. Rdzeń reaktora otoczony jest reflektorem, którego zadaniem jest uciekających neutronów z powrotem do rdzenia (program egzamin ustny).

Bardzo często refie i moderator są wykonane z tego samego materiału (opinie o programie).
Pomiędzy reflektorem i zbiornikiem ciśnieniowym znajduje się tzw. osłony termiczna powstrzymująca strumień promieniowania, które mogłoby działać szkodliwie na materiał zbiornika oraz na beton osłony biologicznej, wywołując w nich znaczne naprężenia termiczne.

W celu zabezpieczenia personelu obsługującego reaktor przed szkodliwy skutkami promieniowań towarzyszących reakcjom jądrowym korpus otoczony jest ciężką osłoną, wykonaną zazwyczaj z betonu. Również osłania są generatory pary oraz rurociągi łączące reaktor z generatorami pary (segregator aktów prawnych). Z punktu widzenia zastosowania konstrukcji betonowych osłona biologiczna jest najbardziej charakterystycznym fragmentem elektrowni jądrowej. Osłony, w zakres którego wchodzi również dobór odpowiednich materiał osłabiających promieniowanie jądrowe, stanowi trudne i skomplikowane zagadnienie.

W wielu przypadkach reaktor wraz z wymiennikami ciepła i osłonę biologiczną umieszczany jest w osłonie, mającej w razie awarii układu chłodzącego zabezpieczyć otoczenie rekatora przed skażeniem radioaktywnymi produktami rozszczepienia (promocja 3 w 1)..