Ian 272013
 
În reactorul nuclear are loc transformarea energiei atomice în energie termică prin reacţia de fisiune în lanţ controlată a nucleelor izotopilor uraniului, plutoniului sau toriului. Primul reactor din lume a funcţionat în 1942 la Chicago, sub conducerea lui E. Fermi.

Reactorul nuclear conţine combustibil sub forma unui element fisionabil: uraniu-235 (prezent în uraniu natural în proporţie de 0,71%), plutoniu-239 sau uraniu-233. După energia neutronilor care produc majoritatea fisiunilor, reactoarele nucleare pot fi termice şi rapide. Într-un reactor termic, fisiunea se produce sub acţiunea neutronijor lenţi. Încetinirea neutronilor rapizi emişi în fisiune se face prin ciocnirea lor cu nucleele unei substanţe denumita, moderator. Într-un reactor rapid, majoritatea fisiunilor sunt produse de neutroni rapizi şi deci folosirea moderatorului nu mai este necesară. Reactoarele rapide prezintă interes prin faptul că pot fi construite astfel încît să genereze material fisionabil în timpul funcţionării lor. În acest scop se folosesc aşa-numitele materiale fertile, cum sînt uraniul-238, prezent în proporţie de 99,2% în uraniul natural, şi toriul-232. Aceste elemente nu sunt convenabile pentru producerea unei reacţii în lanţ; în schimb, prin absorbţia unui neutron rapid emis în fisiunea uraniului-235, a uraniului-238 şi a toriului-232, acestea trec prin cîteva transformări succesive, generînd în final elementele fisionabile plutoniu-239 şi, respectiv, uraniu-233. Astfel de reactoare în care se generează combustibil nuclear se numesc reactoare reproducătoare.

Reactor cu apa sub presiune

Reactor cu apa sub presiune

În figura alăturată este reprezentat un reactor termic cu apă sub presiune (reactorul propriu-zis, miezul, este situat în stînga figurii). În interiorul său, uraniul, sub formă de bare metalice, este introdus într-un vas umplut cu apă. Aici are loc reacţia de fisiune în lanţ. Neutronii eliberaţi în timpul reacţiei pătrund în apă şi, prin ciocnirea cu atomii uşori ai hidrogenului şi oxigenului, pierd din energia lor cinetică, fiind astfel frânaţi.

Neutronii lenţi rezultaţi pot ajunge cu o oarecare probabilitate la o bară de uraniu şi pot produce noi reacţii de fisiune. Fragmentele de fisiune care iau naştere eliberează energia lor cinetică sub formă de căldură uraniului, care o cedează ulterior apei; prin intermediul unui schimbător de căldură, căldura este transferată apoi într-un circuit secundar normal de căldură. Pentru ca reactorul să nu înceteze să funcţioneze sau să nu se încălzească excesiv, bilanţul neutronilor trebuie foarte precis reglat. În acest scop se folosesc bare de reglare confecţionate din materiale care absorb neutroni; acestea se introduc în reactor pînă la adîn-cimi astfel reglate, încît în urma unei reacţii de fisiune să rezulte un singur neutron pentru o nouă fisiune. Întrucât fragmentele de fisiune sunt puternic radioactive, este necesar ca reactorul să fie ecranat cu un strat gros de beton. În cazul reactorului cu apă fierbinte schimbătorul de căldură poate lipsi, aburii rezultaţi prin evaporarea apei folosindu-se direct în circuit.

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>