Hva er en kjernefysisk reaktor?

En kjernefysisk reaktor er et vitenskapelig utstyr som er designet for å generere kontrollerte kjedereaksjoner av klyvbare elementer som uran. Atomreaktorer kan brukes til en rekke formål, inkludert generering av elektrisk kraft, produksjon av kjernebrensel og vitenskapelig forskning. Atomreaktorer med forskjellige utførelser kan finnes i mange regioner i verden, fra vitenskapelige laboratorier i USA til det franske landsbygda, hvor franskmennene er avhengige av kjernekraft for rundt 75% av deres kraftbehov fra og med 2009.

Atomreaktorer er avhengige av en prosess kjent som fisjon, som oppstår når et tungt element absorberer et nøytron og bryter fra hverandre i to lettere elementer. I prosessen frigjør elementet energi. I en kontrollert fisjon-reaksjon kan denne energien utnyttes til forskjellige aktiviteter, og kobles til å etablere en kjedereaksjon som oppmuntrer resten av det fisjonerte elementet til også å bryte fra hverandre. En ukontrollert reaksjon skaper en atombombe.

Inne i en atomreaktor settes drivstoffstenger som består av et klyvbart element i en moderator, et materiale som vil bremse nøytroner for å oppmuntre til fisjon. Operatøren av kjernereaktoren kan kontrollere reaksjonen ved bruk av kontrollstenger, stenger laget av materialer som absorberer nøytroner. Når stengene senkes ned i reaktorkjernen med drivstoffet, absorberer de nøytronene, bremser eller stopper fisjoneringsprosessen, og når de blir hevet, lar de drivstoffstengene absorbere nøytronene og gjennomgå fisjon. Med jevne mellomrom blir drivstoffstengene brukt og må byttes ut med ferskt drivstoff, mens det brukte drivstoffet må kastes forsiktig for å unngå forurensning.

Atomreaktoren krever også et kjølevæske for å overføre varme bort fra reaktorkjernen. Varme, et biprodukt av fisjon, kan faktisk være målet for reaktorens operatører, fordi den kan brukes til å generere strøm ved å generere damp som vil skyve turbiner. Når en atomreaktor brukes til vitenskapelig forskning, kan varmen være et uønsket biprodukt, selv om noen reaktorer er designet for både forskning og elektrisk produksjon for maksimal effektivitet.

Et stort antall systemer er involvert i kontroll og inneslutning av en atomreaktor. Den iboende risikoen for å skape en kontrollert reaksjon er at reaksjonen kan kaskade ut av kontroll. Denne bekymringen er adressert med mange mislykkede kafeer og sikkerhetsteknologier som er designet for å holde reaktoren i drift. Relativt få større ulykker har skjedd med atomreaktorer, og de som har en tendens til å oppstå i eldre reaktorer med utilstrekkelig støtteinfrastruktur på plass.