V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Grafitem moderované vodou chlazené reaktory 1.3 Jaderné reakce
neutrony téměř neabsorbují dynamiku štěpné reakce neovlivňují.)→ 149Pm(51hod. reaktory typu RBMK ("reaktor vysokého výkonu, kanálkový") používané jaderné
elektrárně Černobylu. generátoru. Nejčastějším chladivem voda, ojediněle těžká voda. reaktorech pracujících při vysokých teplotách, kde požadován
vysoce účinný přenos tepla, používají tekuté kovy především sodík draslík, olovo nebo vizmut.1954 Obninsku.)→ 149Sm. tepelné
neutrony energií cca (0,02-0,5) eV, vznikající zpomalováním primárních neutronů uvolněných při štěpení v
moderátorech. současné době existuje celá řada typů jaderných reaktorů
provozovaných různých zemích některá nová technická řešení vyvíjejí. CO2 nebo He. Nejčastěji používají pomalé tzv.
q Moderátor
Moderátory jsou důležitou součástí aktivní zóny reaktorů, nichž štěpení vyvoláváno tepelnými neutrony. budoucnu thorium 232Th (technologie ADTT). Druhy jaderných reaktorů lze třídit podle několika základních hledisek:
q Palivo,
tj. slitin jinými kovy (málo
pohlcujícími neutrony, např. Vzhledem menšímu účinnému průřezu menšímu
množství srovnání xenonem otrava reaktoru samariem většinou malá. 1. Takové konstrukce byly např. Chladicími kanálky zezdola nahoru proudí voda, která uvolňovanou energií ohřívá,
odvádí teplo reaktoru horní části mění páru, vedenou turbíny el. speciálních reaktorech FBR štěpení dalším reakcím používají rychlé neutrony o
energiích cca 1keV asi 1,5MeV. Ochlazená pára kondenzovaná
http://astronuklfyzika.generace
První generace reaktorů byly jednookruhové, moderátorem byl grafit chladivem voda, jejíž pára vedena přímo do
turbíny.), provedením reaktorové nádoby chlazení (reaktor kanálkového typu, reaktor tlakovou nádobou, počet
okruhů jednookruhový, primární sekundární okruh), technickým řešením regulace chodu reaktoru atd.
Pro tento účel musí mít chladicí látka některé specifické vlastnosti: musí být stabilní vůči vysokým dávkám záření,
malý účinný průřez pro záchyt neutronů, dobré tepelné hydrodynamické vlastnosti, nesmí vést reakcím (korozi)
s konstrukčním materiálem reaktoru. Při vysokých tlacích se
někdy používají plyny, např. Jako
moderátor nejčastěji používá voda, grafit nebo těžká voda (obsahující deuterium).
q Kinetická energie neutronů
Podle použitého štěpného materiálu mechanismu štěpné reakce vyvolání štěpení potřeba použít neutrony o
vhodných energiích, což výrazně ovlivňuje konstrukci reaktoru. reaktorů pracujících s
rychlými neutrony moderátor nevyskytuje.
q Chladivo
Úkolem chladiva odvádět teplo vznikající štěpnými jadernými reakcemi aktivní zóny reaktoru dalšímu využití. Jelikož kovový uran neměl
dobré tepelně-mechanické vlastnosti, používá formě kysličníků (UO2), popř. Zr), ojediněle sloučeniny karbidové. použitý štěpný materiál.104 Tvoří štěpných produktech množství 1,13% jakožto
rozpadový produkt řady: 149Nd(2hod. Zmíníme zde stručně jen několik
nejdůležitějších typů jaderných reaktorů.
*) Stojí zmínku, právě "xenonová otrava" při odstavování reaktoru Černobylu sehrála důležitou desorientační úlohu při
chybách operátorů, které nakonec vyústily fatální havárii reaktoru, jak popsáno níže.htm (17 34) [15. stále
přeměňuje již vytvořený 135I. doby prošlo konstrukční řešení
reaktorů řadou změn technických zdokonalení.RNDr.
q Konstrukční uspořádání
V souvislosti výše uvedenými fyzikálními aspekty vznikla celá řada variant konstrukčního uspořádání jaderných
reaktorů. Většinou uran 235U směsi 238U, buď přírodní směs, nebo častěji obohacený
235U (obohacení používá buď nízké 5%, střední 20%, nebo vysoké 95%).2008 12:13:33]
. Dalším štěpným materiálem plutonium 239Pu a
ve speciálním uspořádání (FBR reaktory) uran 238U, popř.10.cz/JadRadFyzika3. Při podstatném snížení výkonu reaktoru nebo jeho
odstavení však rovnováha narušena reaktoru začíná hromadit 135
Xe, nějž poločasem 6,7hod. Tato "xenonová otrava" pak způsobí, reaktor pak několik hodin není schopen znovu
začít pracovat, než 135Xe rozpadne *). Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Různé konstrukce radiační bezpečnost jaderných reaktorů
První jaderný reaktor pro výrobu elektrické energie byl spuštěn r. Liší uspořádáním paliva (homogenní uspořádání, rozmístění palivových článků formě tyčí kapslí
a pod. Dalším nuklidem, který může ovlivnit neutronovou rovnováhu reaktoru, je
149Sm, který účinný průřez absorbce neutronů cca 4. grafitovém bloku kolmo procházejí chladicí kanálky (trubky), nichž jsou umístěny palivové
články obohaceným uranem
