Vad är en kärnreaktor?

En kärnreaktor är en bit vetenskaplig utrustning som är utformad för att generera kontrollerade kedjereaktioner av fissionbara element som uran. Kärnreaktorer kan användas för ett antal syften, inklusive produktion av elektrisk kraft, produktion av kärnkraftsbränslen och vetenskaplig forskning. Kärnreaktorer av olika mönster finns i många regioner i världen, från vetenskapliga laboratorier i USA till den franska landsbygden, med fransmännen som förlitar sig på kärnkraft för cirka 75% av deras maktbehov från och med 2009.

Kärnreaktorer förlitar sig på en process som kallas fission, som inträffar när ett tungt element absorberar en ne -avlägsna och bryts av varandra. Under processen släpper elementet energi. I en kontrollerad fissionreaktion kan denna energi utnyttjas för olika aktiviteter och koaxas för att upprätta en kedjereaktion som uppmuntrar resten av det klyvbara elementet också att bryta isär. En okontrollerad reaktion skapar en kärnkraftbomb.

Inuti en kärnreaktor sätts bränslestavar som består av ett klyvningsbart element in i en moderator, ett material som kommer att bromsa neutroner för att uppmuntra klyvning. Operatören av kärnreaktorn kan kontrollera reaktionen med användning av styrstänger, stavar tillverkade av material som absorberar neutroner. När stavarna sänks ner i reaktorkärnan med bränslet absorberar de neutronerna, bromsar eller stoppar fissionsprocessen, och när de är upphöjda tillåter de bränslestavarna att absorbera neutronerna och genomgå fission. Regelbundet tillbringas bränslestavarna och måste bytas ut med färskt bränsle, medan det förbrukade bränslet måste bortskaffas noggrant för att undvika att generera föroreningar.

Kärnreaktorn kräver också ett kylvätska för att överföra värme bort från reaktorkärnan. Värme, en biprodukt av fission, kan faktiskt vara målet för reaktorns operatörer, eftersom det kan användas till gengenomföra el genom att generera ånga som kommer att driva turbiner. När en kärnreaktor används för vetenskaplig forskning kan värmen vara en oönskad biprodukt, även om vissa reaktorer är utformade för både forskning och elektrisk generation för maximal effektivitet.

Ett stort antal system är involverade i kontrollen och inneslutningen av en kärnreaktor. Den inneboende risken för att skapa en kontrollerad reaktion är att reaktionen kan kaskadera utan kontroll. Denna oro behandlas med många misslyckanden och säkerhetsteknologier som är utformade för att hålla reaktorn säkert att fungera. Relativt få stora olyckor har inträffat med kärnreaktorer, och de som tenderar att inträffa i äldre reaktorer med otillräcklig stödinfrastruktur på plats.