Jaderné reakce Při jaderných reakcích se mohou přeměňovat jádra jednoho nuklidu na jádra jiných nuklidů. Přitom zůstává elektrický náboj i počet nukleonů stejný před reakcí i po reakci. Jaderné reakce zapisujeme rovnicemi. Při jaderných reakcích se může uvolňovat energie. (při porušení jaderných sil) Energie obsažená v látce se vypočítá ze vztahu

Jaderná štěpná reakce Jako palivo se používá uran U235, který se získává z uranu 238 Jaderná energie se uvolňuje při řetězové jaderné reakci ve štěpném materiálu (uran 235, 233 nebo plutonium 239) Aby mohla proběhnout řetězová reakce, musí mít štěpný materiál kritickou hmotnost Energie se uvolňuje v podobě výbuchu, nebo postupně jako řízená reakce.

5.

Reakce - slučování jader Nastává při srážkách jader rychle letících izotopů vodíku za velmi vysokých teplot. Termojaderné slučování (fúze) Probíhá v nitru slunce a hvězd Při vysokých teplotách se plyn ionizuje a vzniká PLAZMA

Jaderný reaktor Aktivní zóna – část reaktoru, kde probíhá řetězová reakce. Jako palivo slouží tyče s uranovými tabletami Moderátor – slouží jako tzv. zpomalovač letících neutronů (voda, grafit). Pomalé neutrony mají více času proniknout do jádra uranu a rozštěpit ho. Regulační tyče – slouží k ovládání reaktoru, pohlcují přebytečné neutrony (Cd, ocel s příměsí boru). Zasouváním a vysouváním tyčí se mění výkon v reaktoru. Havarijní tyče – při ohrožení se automaticky zasouvají do aktivní zóny a zastavují jadernou reakci.

Jaderný reaktor je umístěný v kontejmentu (železobetonová budova)

Jaderná elektrárna

Primární okruh Složení: reaktor parogenerátor čerpadlo expanzní nádoba Voda, která protéká primárním okruhem se v reaktoru mění v páru a postupuje do parogenerátoru, kde předává energii vodě v sekundárním okruhu. Tím se pára ochladí (změní ve vodu) a pomocí čerpadla je opět hnaná do reaktoru, kde slouží zároveň jako moderátor.

Sekundární okruh Složení: parogenerátor parní turbíny kondenzační nádoba čerpadla Voda v sekundárním okruhu získává energii od páry z primárního okruhu a stává se z ní také pára o určitém tlaku, která postupuje k turbínám a roztáčí je. V kondenzační nádobě se pomocí chladícího okruhu pára přemění ve vodu a pomocí čerpadel je opět hnaná do parogenerátoru.

Chladící okruh Složení: kondenzační nádoba chladící věž čerpadla zdroj vody Slouží k ochlazování sekundárního okruhu.

Výhody jaderné elektrárny - Vysoký výkon Nezamořuje ovzduší spalinami Nevýhody Nebezpečí jaderné havárie Náročná na výstavbu (finance) Mění ráz krajiny

Výroba elektrické energie v jaderných elektrárnách - V česku vyrábějí jaderné elektrárny asi třetinu elektrické energie - Ve světě asi jednu pětinu.

Palivový cyklus Uran se těží v povrchových nebo hlubinných dolech V chemických úpravnách vzniká uranový koncentrát U3O8 – tvz. Žlutý koláč Obohacování uranu 235 Jaderná reakce v elektrárnách Umístění vyhořelého paliva v bazénech u reaktoru, kde se chladí a ztrácí část své radioaktivity Skladování přímo v elektrárně

Zdroje umělého a přírodního záření

Účinky záření se udávají v tzv. – dávkách - 1 Gray (1 Gy) (radiologové atd) Dávkový ekvivalent - se přepočítává z jednotlivých druhů záření má jednotku Sievert

Jaderná energetika r. 1942 – první jaderný reaktor (Enrico Fermi)