Co je jaderná reakce?

Transkript

1 JADERNÁ ENERGIE

2 Co je jaderná reakce? V jádře atomu se nachází protony a neutrony Mezi nukleony působí přitažlivá jaderná síla. Při jaderných reakcích se tyto silné vazby poruší a mění se tak složení a struktura atomových jader Jadernou energii lze získat jaderným štěpením nebo jadernou fúzí.

3 JADERNÉ ŠTĚPENÍ

4 Jaderné štěpení jádro je rozštěpeno na dvě lehčí, přibližně stejně těžká jádra K štěpné reakci dochází u těžkých atomových jader, například uranu nebo plutonia při jejich odstřelování neutrony Neutron pronikne do jádra uranu, je absorbován a tím se předá tomuto jádru tolik energie, že se rozkmitá a rozdělí se na dva odštěpky Tyto odštěpky se od sebe velkou rychlostí vzdalují a odnášejí s sebou většinu uvolněné jaderné energie ve formě energie kinetické Vlivem zbrzdění těchto úlomků je kinetická energie přeměněna na energii tepelnou a palivo se tak zahřívá při rozštěpení jádra se zároveň uvolní dva až tři rychlé neutrony

5

6 Jaderné štěpení Tyto neutrony se musí pro zvýšení pravděpodobnosti štěpení dalšího jádra zpomalit moderátorem, který obklopuje palivo Nejlépe zpomalují neutrony prvky, jejichž hmotnost jádra je srovnatelná s hmotností neutronu (voda grafit, berylium, ) Zpomalené neutrony štěpí jádra uranu, nebo jsou pohlcovány stíněním reaktoru nebo absorbátorem regulačních tyčí Regulace je prevencí přehřátí reaktoru a následného výbuchu Okamžité zastavení reakce zajišťují bezpečnostní tyče Absorbátor = látka účinně pohlcující přebytečné neutrony, slouží k řízení řetězové reakce Chladivo odvádí vzniklé teplo z aktivní zóny, které pak slouží k výrobě elektrické energie

7 Jaderný reaktor zařízení, které umožňuje řízené uvolnění jaderné energie část reaktoru, ve které je uloženo palivo a ve které probíhá štěpná reakce, se nazývá aktivní zóna Výměna paliva probíhá v zastaveném reaktoru jednou za 1 až 1,5 roku

8 Jaderné palivo V současnosti se nejčastěji používá uran nebo plutonium 1 průměrná jaderná tableta (peletka) oxidu uraničitého váží 5g a dokáže nahradit 850kg uhlí průměrné výhřevnosti Palivo je většinou ve formě tablet ukládaných do palivových tyčí a ty jsou spájené do palivových kazet Jaderná tableta Palivová kazeta

9 Radioaktivní odpad Vzniká po vyhoření jaderného paliva Přímý kontakt s vyhořelým palivem po vyjmutí z reaktoru by člověka ozářil smrtelnou dávkou během několika sekund Uchovává se zabezpečený v kontejnerech v podzemí

10 Princip jaderné elektrárny Stejný jako elektrárny tepelné, akorát se liší způsob získávání tepla

11 JADERNÁ (NUKLEÁRNÍ) FÚZE

12 Jaderná fúze Jaderná reakce, při které dochází ke sloučení lehkých atomových jader a zároveň se uvolňuje energie Termojaderná fúze probíhající za vysokých teplot je zdrojem energie většiny hvězd Jádra atomů jsou kladně nabitá, ale dostanou-li se však lehká jádra dostatečně blízko k sobě, převládne nad elektrickou silou přitažlivá jaderná síla a obě jádra se sloučí Lidé se snaží vytvořit fúzní reaktor jako zdroj energie, ale zatím bez úspěchu

13 Výpisky Princip jaderné elektrárny - štěpení uranu => získání tepla => přeměna vody na páru Výhody: nevypouští škodlivé látky do ovzduší Nevýhody: radioaktivní odpad, vysoké náklady