ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA 16. JADERNÝ REAKTOR Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o.
JADERNÝ REAKTOR Jaderný reaktor je zařízení, ve kterém probíhá řetězová jaderná reakce, kterou lze kontrolovat a udržovat ve stabilním běhu (na rozdíl od jaderné exploze). V současné době ve všech běžně užívaných reaktorech je reakce založena na štěpení jader. Existují však i experimentální reaktory založené na jejich syntéze.. V jaderných elektrárnách se používá mnoho konstrukčně rozdílných druhů reaktorů. Lze je rozdělit podle užívaného moderátoru neutronového toku a chladiva. Obrázek č. 1 Ocelová nástavba (horní blok) jaderného reaktoru
JADERNÝ REAKTOR LEHKOVODNÍ TYPY VVER/PWR Tlakovodní reaktor VVER/PWR je nejobvyklejší typ (asi 60 % všech reaktorů, včetně reaktorů v Dukovanech a Temelíně). Označuje se jako VVER (vodo-vodní energetický reaktor, ) nebo PWR (Pressurized water reactor). Tento reaktor je chlazen vodou o vysokém tlaku. BWR Varný reaktor ( BWR - boiling water reactor) druhý nejrozšířenější typ reaktoru (asi 21 %). Chladivem i moderátorem je voda. Je podobný VVER, ale k varu vody dochází přímo v tlakové nádobě reaktoru a vzniklá pára přímo pohání turbínu. Elektrárny s těmito reaktory jsou tedy jednookruhové. Obrázek č. 2 Vizualizace jaderné elektrárny se dvěma reaktory VVER-TOI
JADERNÝ REAKTOR GRAFITEM MODEROVANÉ TYPY RBMK je lehkovodní grafitový reaktor. Tento reaktor je stejně jako BWR varný, avšak není moderovaný vodou ale grafitem a var probíhá v kanálové trubce. Skládá se z množství trubek obalených grafitem a vlastní reaktor je přikryt betonovou deskou. V každé trubce je jeden palivový soubor. Výhodou z hlediska účinnosti je neexistence druhého okruhu. Magnox GCR je plynem chlazený reaktor, který se používá ve Velké Británii a také v Japonsku. Jako palivo se používá přírodní kovový uran ve formě tyčí pokrytých oxidem hořečnatým. Aktivní zóna se skládá z grafitových bloků (moderátor), jimiž prochází mnoho kanálů (několik tisíc), do všech se umísťuje několik palivových tyčí. Obrázek č. 3 RBMK
JADERNÝ REAKTOR REAKTORY MODEROVANÉ TĚŽKOU VODOU SGHWR CANDU CANDU Na těžkovodním reaktoru typu CANDU (Canada Deuterium Uranium) je založená jaderná energetika Kanady. Jedná se o reaktor, který jako jaderné palivo využívá přírodní uran a jako chladivo a moderátor slouží těžká voda. Aktivní zóna reaktoru CANDU je umístěna v horizontálně položené nádrži (válci) z nerezové oceli, která je zaplněná těžkou vodou. Vnější povrch nádrže je obklopen betonovou vodotěsnou konstrukcí. Horizontálně rozložené pracovní kanály jsou tvořeny palivovými kazetami a výměna paliva se realizuje za provozu reaktoru tak, že se z jedné strany kanálu vkládá čerstvá kazeta a vyhořelá kazeta je tím z druhé strany vytlačována. Chladivo protéká kanály, v parogenerátoru předává svoje teplo pracovní látce sekundárního okruhu (obyčejné vodě) a vrací se zpět do reaktoru. Moderátor se nachází v mezikanálovém prostoru.
POUŽITÉ ZDROJE [1] ISO 690-2 (1), Přispěvatelé Wikipedie, Štěpná jaderná reakce [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 10. 12. 2012, 11:54 UTC, [citováno 04. 03. 2013], www: http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=%c5%a0t%c4%9bpn%c3%a1_jadern% C3%A1_reakce&oldid=9415523 [2] ISO 690-2 (1), Přispěvatelé Wikipedie, Jaderný reaktor [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2013, Datum poslední revize 12. 03. 2013, 07:44 UTC, [citováno 04. 03. 2013], www: http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=jadern%c3%bd_reaktor&oldid=9911033
POUŽITÉ OBRÁZKY [1] Commons.wikimedia.org [online], toto dílo je ve Spojených státech volným dílem, protože jde o dílo úřadů americké federální vlády podle ustanovení Hlavy 17, Kapitoly 1, Sekce 105 amerického právního řádu. Bylo zjištěno, že u tohoto souboru nejsou známa žádná omezení daná autorským právem a právy s ním souvisejícími. Datum poslední revize 25. 6. 2008, 10:21 UTC, [citováno 04.03.2013], www: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:atomovy_reaktor.jpg [2] Commons.wikimedia.org [online], [citováno 04.03.2013], Dostupný pod licencí Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication, www: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:vver-toi._two_unit_npp.jpg [3] Commons.wikimedia.org [online], [citováno 04.03.2013], Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution 2.5 Generic, www: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:rbmk_it.svg