Co je jaderný reaktor?
Jaderný reaktor je část vědeckého zařízení, které je určeno k vytváření řízených řetězových reakcí štěpných prvků, jako je uran. Jaderné reaktory mohou být použity pro řadu účelů, včetně výroby elektrické energie, výroby jaderných paliv a vědeckého výzkumu. Jaderné reaktory různých konstrukcí lze nalézt v mnoha regionech světa, od vědeckých laboratoří ve Spojených státech po francouzský venkov, přičemž Francouzi se od roku 2009 spoléhají na jadernou energii přibližně ze 75% svých energetických potřeb.
Jaderné reaktory spoléhají na proces známý jako štěpení, ke kterému dochází, když těžký prvek absorbuje neutron a rozpadne se na dva lehčí prvky. Prvek uvolňuje energii. Při řízené štěpné reakci lze tuto energii využít k různým činnostem a přimět ji k vytvoření řetězové reakce, která povzbudí i zbytek štěpného prvku, aby se také rozpadl. Nekontrolovaná reakce vytváří jadernou bombu.
Uvnitř jaderného reaktoru jsou palivové tyče vyrobené ze štěpného prvku vloženy do moderátoru, což je materiál, který zpomalí neutrony, aby podpořil štěpení. Operátor jaderného reaktoru může řídit reakci pomocí regulačních tyčí, tyčinek vyrobených z materiálů, které absorbují neutrony. Když jsou tyče spuštěny do jádra reaktoru palivem, absorbují neutrony, zpomalují nebo zastavují štěpný proces, a když jsou zvednuty, umožňují palivovým tyčím absorbovat neutrony a podstoupit štěpení. Palivové tyče se pravidelně vyčerpávají a je třeba je vyměnit za čerstvé palivo, zatímco vyhořelé palivo musí být pečlivě zlikvidováno, aby nedošlo ke znečištění.
Jaderný reaktor také vyžaduje chladivo pro přenos tepla pryč z jádra reaktoru. Teplo, vedlejší produkt štěpení, může být ve skutečnosti cílem operátorů reaktoru, protože může být použito k výrobě elektřiny vytvářením páry, která bude tlačit turbíny. Když se jaderný reaktor používá pro vědecký výzkum, může být teplo nežádoucím vedlejším produktem, ačkoli některé reaktory jsou navrženy pro výzkum i elektrickou výrobu pro maximální účinnost.
Na řízení a zadržování jaderného reaktoru se podílí velké množství systémů. Inherentní riziko vytvoření řízené reakce spočívá v tom, že se reakce může vymknout kontrole. Tento problém je řešen řadou bezpečnostních a bezpečnostních technologií, které jsou navrženy tak, aby udržovaly reaktor v bezpečí. U jaderných reaktorů se vyskytlo relativně málo závažných havárií a ty, které se obvykle vyskytují ve starších reaktorech s nedostatečnou podpůrnou infrastrukturou.