Jedrske elektrarne

1. Jedrske elektrarne

2. DELEŽ JEDRSKE ENERGIJE V SVETU

3. DELEŽ JEDRSKE ENERGIJE V SVETU

4. POTEK VERIŽNE REAKCIJA • Toplotno energijo pridobimo iz notranje energije atoma, • Pri udaru nevtrona z jedrom lahko atom: • Odda kinetično energijo ali • Je absorbiran. • Nevtrone se ob trku upočanijo in trki so lahko: • Elastični (razpad jedra na dva enaka dela), • Plastični . • Ob razpadu jeder nastajajo novi nevtroni.

5. VERIŽNA REAKCIJA

6. POTEK VERIŽNE REAKCIJA • Število razpadlih jeder narašča z 2n (n pomeni število na novo generiranih atomov), • Opisan postopek imenujemo tudi verižna reakcija ali fisija, • Obstaja tudi nasprotni pojem fisije – to je spajanje jeder ali fusija, • Ob cepitvi nastaneta dve novi jedri, ki sta nestabilni, ker imata višek nevtronov – posledica je sevanje – RADIOAKTIVNOST.

7. NADZOR VERIŽNE REAKCIJE • Če želimo kontrolirati toplotno energijo, moramo kontrolirati cepitev, • Jedrsko reakcijo nadziramo z upočasnjevanjem nevtronov, čemur služi moderator, • Moderator ne sme absorbirati nevtronov, • Naprava, v kateri se odvija jedrska reakcija, se imenuje JEDRSKI REAKTOR.

8. PLASTIČNI TRK • Pri plastičnem trku jedro sprejme nevtron in takšno “začasno” jedro traja 10 – 14 sekund, • Tako jedro ne razpade, ampak oddaja ,  in  delce, ki povzročajo sevanje: •  delci so pozitivni in predstavljajo jedro helijevega atoma, ki po sevanju ni nevarno (ustavi ga že nekaj cm zraka), •  delci predstavljajo tok elektronov in so nevarnejši in prodornejši od  delcev – poškodujejo kožo in oči, zaustavi pa jih že Al folija, •  delci predstavljajo elektromagnetno valovanje in prodira več sto metrov daleč in tudi skozi človekovo telo – zaustavi ga le debelejša kovinska plast.

9. REAKTORSKA GORIVA SO: • TRDNA: metaliziran uran, uranov dioksid, uranov karbid; • TEKOČA: U235, Pu235, U233, U238, Th232, vodne raztopine uranovega sulfata, nitrata; • Za jedrske elektrarne uporabljamo uran, ki ga pogosto še obogatimo, tako da ima večje število cepitvenih atomov.

10. URAN • Naravni uran uporabljamo le, kadar želimo pridobiti veliko količino plutonija; tak uran s povečano temperaturo veča volumen; • Metaliziran uran je razpršen v nuklearno čist material, kot sta aluminij in cirkonij; • Uranov dioksid je najpogostejše gorivo, saj je odporno pred korozijo, paro, visoko temperaturo, ima visoko tališče (2760 C). Uporabljamo ga v obliki tabletk premera 8-12 mm, debeline 8 mm; • Uranov karbid reagira z vodo. Izdelujejo ga v obliki ploščic ali kroglic obdanih z grafitom.

11. IZGLED GORIVNEGA ELEMENTA • Gorivnih elementov je 125; • Vsak gorivni element vsebuje 225 gorivnih palic, • Celotna masa goriva je 49 ton

12. ZADRŽEVALNI HRAM • Uparjalnika • Tlačnik • Črpalki • Reaktor • Sistem obdajajo stene iz 90 cm debelega železobetona in nekaj cm debele pločevine. Ob nesrečah bi zadržal radioaktivnost.

13. ZGRADBA REAKTORJA • REAKTORSKA POSODA • V tej posodi je sredica, kontrolne palice in ogrodje sredice, • Jeklene stene so debele pribl. 20 cm, • Na reaktorsko posodo sta priklopljena dva dovoda in odvoda za hladilno vodo, • Iz reaktorske posode vstopa vroča voda na uparjalnik.

14. ZGRADBA REAKTORJA • KONTROLNE PALICE • Z njimi nadziramo verižne reakcije in tako reguliramo toploto v reaktorju, • Nahajajo se med gorivnimi elementi, • Delujejo na principu absorbcije nevtronov, • Kontrolne palice so lahko iz bora, kadmij, srebra, indija… • Za ZAUSTAVITEV REAKTORJA pa kontrolne palice niso dovolj. Rabimo iztrošeno gorivo, ki absorbira nevtrone ali borovo kislino (raztopina v hladilni tekočini)

15. ZGRADBA REAKTORJA • MODERATOR • Služi za upočasnjevanje nevtronov, • Materiali moderatorja so lahko: voda, težka voda, grafit, berilij in berijev oksid, • Moderator v tekočem stanju služi tudi kot hladilno sredstvo. • HLADILNO SREDSTVO • Obdaja gorivo in odnaša toploto v uparjalnik, • Hladilno sredstvo je lahko: voda, težka voda, helij in natrij.

16. VRSTE REAKTORJEV • TLAČNOVODNI REAKTOR - PWR

17. VRSTE REAKTORJEV • TEŽKOVODNE PHWR

18. VRSTE REAKTORJEV • VODNO HLAJENE LWGR

19. VRSTE REAKTORJEV • VRELNE BWR

20. VRSTE REAKTORJEV • HLAJENE S PLINOM GCR IN AGR

21. AGREGAT NE KRŠKO STIKALIŠČE