Jaderné reaktory Pavel Tvrdík, Oktáva 2008

Jaderný reaktor Jaderný reaktor je zařízení, ve kterém probíhá řetězová jaderná reakce, kterou lze kontrolovat a udržovat ve stabilním běhu. V současné době ve všech běžně užívaných reaktorech je reakce založena na štěpení jader. Existují však i experimentální reaktory založené na jejich syntéze.

Místa použití jaderné energie Jaderná elektrárna - tepelná energie pro výrobu elektřiny. Jaderný pohon - vyrobená energie slouží pro pohon plavidel (ponorek, ledoborců atp.) Zdravotnická zařízení/přístroje - radioaktivní infuze pro sledování toku krve nebo náplň pro zářiče na léčbu rakoviny

Typy jaderných reaktorů v elektrárnách V jaderných elektrárnách se používá mnoho konstrukčně rozdílných druhů reaktorů. Lze je rozdělit podle užívaného moderátoru, neuronového toku a chladiva. Moderátor neutronů je látka sloužící ke zpomalování neutronů. Moderátor je nutný k tomu, aby štěpná reakce vůbec mohla probíhat.

Obyčejnou vodou moderované reaktory

VVER/PWR Tlakovodní reaktor VVER/PWR je nejobvyklejší typ. Tento reaktor je chlazen vodou o vysokém tlaku (řádově 100 bar), která také slouží jako moderátor reakce. Pokud z jakéhokoliv důvodu není v reaktoru voda, reakce se sama zastaví. Pára pro pohon turbogenerátorů se vyvíjí mimo vlastní reaktor ve zvláštních parogenerátorech, kde vysokotlaká voda primárního okruhu zahřívá vodu o podstatně nižším tlaku v sekundárním okruhu.

Schéma VVER

BWR Varný reaktor, druhý nejrozšířenější typ reaktoru (asi 21 %). Chladivem i moderátorem je voda. Je podobný VVER, ale k varu vody dochází přímo v tlakové nádobě reaktoru a vzniklá pára přímo pohání turbínu. Elektrárny s těmito reaktory jsou tedy jednookruhové. Má vyšší energetickou účinnost, ale nižší koeficient bezpečnosti.

Schéma BWR

Grafitem moderované reaktory

RBMK/LWGR Lehkovodní, varný, grafitový reaktor. Var probíhá v kanálové trubce. Skládá z množství trubek obalených grafitem (Černobyl: trubek) a vlastní reaktor je přikryt betonovou deskou. V každé trubce je jeden palivový soubor. Výhodou z hlediska účinnosti je neexistence druhého okruhu. Pára z reaktoru proudí přímo do turbíny. Další výhodou je, že palivové soubory lze za provozu jednoduše vyjmout, a tak naráz vyměnit palivo bez odstávky.

RBMK/LWGR

Magnox GCR Plynem chlazený reaktor. Jako palivo se používá přírodní kovový uran ve formě tyčí pokrytých oxidem magnézia. Aktivní zóna se skládá z grafitových bloků (moderátor), nimiž prochází mnoho kanálů, do všech se umísťuje několik palivových tyčí. Aktivní zóna je uzavřena v kulové ocelové tlakové nádobě se silným betonovým stíněním. Palivo se běžně vyměňuje za provozu. K ochlazení se využívá oxid uhličitý, který se po ohřátí vede až do parogenerátoru, kde předá teplo vodě sekundárního okruhu. Tento reaktor má vysokou tepelnou účinnost srovnatelnou s tlakovými reaktory.

GCR

Reaktory moderované těžkou vodou

CANDU Jako jaderné palivo využívá přírodní uran. Chladivo a moderátor je těžká voda. Aktivní zóna reaktoru je umístěna v horizontálně položené nádrži, která je zaplněná těžkou vodou. Horizontálně rozložené pracovní kanály jsou tvořeny palivovými kazetami. Chladivo protéká kanály, v parogenerátoru předává svoje teplo pracovní látce sekundárního okruhu (obyčejné vodě) a vrací se zpět do reaktoru. Moderátor se nachází v mezikanálovém prostoru.

CANDU

Základní pravidla bezpečnost jaderných reaktorů Inherentní bezpečnost využívá základní fyzikální principy, které samy vyloučí nebezpečí havárie atomové elektrárny (například: fyzikální proces štěpení se utlumuje tím více, čim je větší teplota) Pasivní bezpečnost zmírňuje následky případných havárií; ta spolu s bariérami zabrání uniku nebezpečných látek i v případě, že by aktivní bezpečnostní a havarijní technika selhaly.

Zdroje tor