L-impjanti tal-enerġija nukleari jużaw l-enerġija rilaxxata mill-fissjoni u jużawha biex issuq ġeneraturi li jipproduċu l-elettriku. Għalkemm l-enerġija nukleari tikkontribwixxi biss madwar 20 fil-mija tal-elettriku ġġenerat fl-Istati Uniti, il-kapaċità nukleari tan-nazzjon hija l-ogħla ta 'kwalunkwe pajjiż ieħor - 101 gigawatts fl-2010.
Komponenti Komuni tal-Enerġija Nukleari
Ir-reatturi nukleari għandhom komuni dawn il-komponenti:
Fjuwil - Uranju, radjuattiv, metalli tqal tal-metall, huwa l-aktar karburant komuni għar-reatturi nukleari. Wara l-proċess ta 'arrikkiment, l-uranju jsir fjuwil ikkonċentrat ħafna.
Reattur nukleari kummerċjali jirrikjedi eluf ta 'liri ta' fjuwil tal-uranju arrikkit sabiex jaħdem. Impjanti nukleari ċivili fl-Istati Uniti jixtru madwar 50 miljun lira ta 'uranju (ekwivalenti ta' U3O8) fjuwil kull sena, li l-maġġoranza tagħhom ġej minn barra.
L-uranju jiġi estratt f'postijiet mad-dinja kollha, primarjament fil-Każakstan, il-Kanada, l-Awstralja u l-Afrika. L-Istati Uniti hija fost l-aqwa 10 produtturi tal-uranju.
Vireg tal-Kontroll - Magħmulin minn materjal li jassorbi n-newtroni bħal kadmju, ħafnju jew boron, vireg tal-kontroll jiddaħħlu jew jiġu rtirati mill-qalba biex jikkontrollaw ir-rata ta 'reazzjoni jew biex iwaqqfu jekk ikun meħtieġ.
Moderatur - Materjal fil-qalba tar-reattur li jrażżan in-newtroni rilaxxati mill-fissjoni u għalhekk jikkawżaw aktar fissjoni.
Il-moderatur normalment ikun ilma ordinarju (dawl), iżda jista 'jkun ilma tqil (D20) jew grafit.
Coolant - Likwidu jew gass li jiċċirkola mill-qalba biex jittrasferixxi s-sħana minnu. F'reatturi tal-ilma ħafif, il-moderatur tal-ilma jaħdem ukoll bħala l-aġent tat-tkessiħ primarju.
Kontenut - Ir-reatturi nukleari huma magħluqa fi strutturi tal-konkrit rinfurzati b'mod qawwi biex jipprevjenu li r-radjuattività toħroġ fl-atmosfera.
Proċess Bażiku ta 'Enerġija Nukleari
Il-fiżika nukleari hija teknika ħafna, iżda l-proċess bażiku għall-produzzjoni tal-elettriku b'enerġija nukleari huwa kif ġej:
Il-qalba tar-reattur tipproduċi s-sħana u r-radjuattività f'proċess imsejjaħ fissjoni, komunement magħruf bħala qsim ta 'l-atomi. Ġewwa l-qalba tar-reattur hemm karburant nukleari ta ' Peress li n-nuklei tal-qasma tal-uranju, huma jeħilsu n-newtroni. Meta n-newtroni laqtu atomi oħra ta 'l-uranju, dawk in-nuklei wkoll jinqasmu, u ħallew in-newtroni tagħhom biex jolqtu atomi oħra, u jikkawżaw aktar fissjoni. Din il-qsim atomiku kontinwu huwa reazzjoni katina.
Is-sħana minn reazzjonijiet ta 'fissjoni kkontrollati tintuża biex tipproduċi fwar mill-ilma, jew direttament bħala fir-reattur tal-ilma jagħli (BWR), jew b'mod indirett bħal fir-reattur tal-ilma taħt pressjoni (PWR), li fih ġeneratur tal-istim.
Il-fwar idur turbina li tagħti setgħa lil ġeneratur.
Il-ġeneratur jipproduċi l-elettriku li jitqassam lill-grilja tal-enerġija.
Tipi ta 'Reatturi Nukleari
Madwar id-dinja, jintużaw diversi tipi ta 'reatturi ta' enerġija nukleari. Madankollu, it-tipi l-aktar komuni huma reatturi tal-ilma taħt pressjoni (PWR) u reatturi tal-ilma jagħli (BWR), li huma kklassifikati bħala reatturi tal-ilma ħafif. Fl-Istati Uniti, PWR u BWR huma l-uniċi żewġ tipi ta 'impjanti nukleari kummerċjali li qed joperaw.
- Reattur tal-ilma li jagħli (BWR) - F'dan it-tip ta 'reattur, il-fissjoni tipproduċi sħana li tagħli l-ilma fil-qalba tar-reattur. Fwar mill-poter ta 'l-ilma jagħli turbina li ssuq ġeneratur biex tipproduċi l-elettriku. Ir-reatturi fl-impjant tal-Ġappun tal-Fukushima Naiishi tal-Ġappun bil-ħsara fit-terremot u t-tsunami ta 'Marzu 2011 huma BWRs.
- Reattur tal-ilma taħt pressjoni (PWR) - Dan it-tip ta 'reattur huwa l-aktar komuni għall-produzzjoni tal-enerġija. Juża l-ilma bħala coolant u moderatur, aġent li jgħin jikkontrolla l-veloċità tal-fissjoni. Fis-sistema primarja magħluqa tat-tkessiħ, l-ilma, imsaħħan b'enerġija termali mill-fissjoni waqt li jgħaddi mill-qalba, jinżamm taħt pressjoni għolja u għalhekk ma jagħlix. L-istim huwa prodott f'laneċ sekondarju tat-tkessiħ u jintuża biex iħaddem turbina li ssuq ġeneratur elettriku.
- CANDU u reatturi moderati ta 'ilma tqil - Dawn id-disinji jużaw ilma tqil bħala moderatur. L-ilma tqil - bid-dewterju li jissostitwixxi ż-żewġ atomi ta 'l-idroġenu - bħala moderatur inaqqas in-newtroni fil-proċess tal-fissjoni u jippermetti l-użu ta' uranju naturali, minflok uranju arrikkit bħala karburant.
- Reattur modulari tas-sodda Pebble - Reattur ta 'temperatura għolja li juża coolant ta' l-elju u karburant magħluq fi sferi ta 'grafita u karbur tas-silikon biex jiżgura l-konteniment tal-fissjoni tal-prodott u r-reżistenza għall-kollass.