Hvilken teknologi bruges til at producere nuklear energi?

1. Nuklear fission:

* brændstof: Atomkraftværker bruger typisk uran som brændstof. Dette uran er beriget, hvilket betyder, at koncentrationen af ​​den fissile isotop uranium-235 øges.

* reaktion: Det berigede uran bombarderes med neutroner. Når en neutron rammer en uran-235-kerne, opdeler den atomet i to mindre atomer (fissionsprodukter) og frigiver en enorm mængde energi i form af varme og flere neutroner.

* kædereaktion: De frigivne neutroner kan derefter slå andre uran-235-atomer og udløse en kædereaktion. Denne vedvarende kædereaktion er det, der genererer varmen for kraftværket.

2. Reaktorkerne:

* brændstofstænger: Beriget uran er indeholdt inden for lange, tynde brændstofstænger.

* Kontrolstænger: Disse er lavet af neutronabsorberende materialer (som bor eller cadmium) og bruges til at regulere hastigheden for kædereaktionen. Indsættelse af kontrolstænger i reaktorkernen absorberer neutroner, hvilket bremser reaktionen. Fjernelse af dem gør det muligt for reaktionen at fremskynde.

* Moderator: Vand eller grafit bruges som moderator til at bremse de neutroner, der blev frigivet under fission. Langsomere neutroner er mere tilbøjelige til at udløse fission.

* kølevæske: Vand eller andre væsker cirkuleres gennem reaktorkernen for at fjerne den varme, der genereres af fission.

3. Kraftproduktion:

* varmeveksler: Det varme kølevæske fra reaktorkernen overføres til en separat vandsløjfe i en varmeveksler.

* dampturbin: Varmen fra vandet koger den i damp, hvilket driver en dampturbin.

* Generator: Turbinen drejer en generator og producerer elektricitet.

Typer af atomreaktorer:

* undertrykkelsesvandreaktorer (PWR'er): Den mest almindelige type, PWR'er bruger vand som både et kølevæske og moderator. Vandet holdes under højt tryk for at forhindre, at det koges.

* kogende vandreaktorer (BWR'er): BWR'er bruger vand som kølemiddel, men det er tilladt at koge i reaktorkernen. Den producerede damp bruges derefter til at drive turbinen.

* CANDU -reaktorer: Disse reaktorer bruger naturligt uran som brændstof og tungt vand som moderator og kølevæske.

Nøgleovervejelser:

* sikkerhed: Atomkraftværker er designet med flere sikkerhedssystemer for at forhindre ulykker og beskytte miljøet.

* affaldshåndtering: Atomkraftværker producerer radioaktivt affald, som skal styres og opbevares sikkert i lange perioder.

* Proliferation: Teknologien, der bruges i atomkraftværker, kan også bruges til at producere våbenkvalitetsmateriale. Dette er et stort problem for international sikkerhed.

Generelt er atomkraft en kompleks og kontroversiel teknologi. Mens det tilbyder en energikilde med lavt kulstofindhold, rejser den også bekymring for sikkerhed, affaldshåndtering og potentialet for spredning.