Reaktor jądrowy

Reaktor jądrowy to urządzenie, w którym przeprowadza się kontrolowane reakcje rozszczepiania jąder atomowych. Energia wydzielana podczas reakcji może być wykorzystana do wytworzenia prądu elektrycznego. Typowy reaktor jądrowy zbudowany jest z rdzenia, reflektora neutronów oraz osłon biologicznych. W skład rdzenia wchodzą:
- pręty paliwowe - zawierają paliwo jądrowe, najczęściej granulowany tlenek uranu
- pręty regulacyjne i pręty bezpieczeństwa - zbudowane z substancji pochłaniających neutrony np. bor, kadm; pręty regulacyjne służą do precyzyjnej zmiany strumienia neutronów, natomiast pręty bezpieczeństwa mają całkowicie przerwać reakcję łańcuchową w sytuacji awaryjnej - oba rodzaje prętów wsuwa się i wysuwa z rdzenia w miarę potrzeby. W przeciętnym reaktorze jest kilkaset takich prętów.
- chłodziwa - reaktor chłodzimy by odbierać produkowaną energię. Chłodziwem może być woda zwykła
i ciężka, powietrze, gazy (wodór, hel), ciekły metal (sód, potas, bizmut)
- kanały badawcze - służą do kontrolowania poziomu strumienia neutronów, wykonywania naświetlań itp.
- moderator - obecnie stosuje się: grafit, wodę, ciężką wodę. Jego zadaniem jest spowolnianie neutronów. Jeżeli szybkie neutrony zderzą się z jądrami lekkich pierwiastków, następuje ich spowolnienie. Reaktory, w których role moderatora pełni ciężka woda, charakteryzują się najmniejszymi stratami neutronów.
Celem reflektora neutronów jest zwiększanie strumienia neutronów w zewnętrznych częściach rdzenia dzięki rozpraszaniu neutronów wstecz, do obszaru zachodzenia reakcji łańcuchowej. Osłony biologiczne natomiast zabezpieczają przed wydostawaniem się promieniowania na zewnątrz.
Ze względu na zastosowanie wyróżnia się: reaktory jądrowe badawcze (wykorzystywane
w badaniach naukowych jako silne źródła neutronów), reaktory jądrowe produkcyjne (służą do wytwarzania sztucznych pierwiastków promieniotwórczych, głównie produkcja plutonu), reaktory jądrowe energetyczne (wytwarzające energię cieplną przekształcaną w energię mechaniczną w napędach nuklearnych okrętów lub w energię elektryczną w energetyce jądrowej), reaktory jądrowe doświadczalne (prototypy nowych rozwiązań technicznych stosowanych w reaktorach jądrowych).
Innym rodzajem klasyfikacji reaktorów jądrowych jest podział ze względu na wykorzystywaną energię neutronów lub wielkość ich strumienia - cechy te określają rodzaj paliwa i wiele innych parametrów reaktora. Zgodnie z tym kryterium rozróżnia się reaktory jądrowe: wysokostrumieniowe, prędkie, pośrednie, termiczne i epitermiczne.
2 XII 1942 r Enrico Fermi uruchomił pierwszy na świecie reaktor jądrowy, Chicago Pile 1(CP-1)
w podziemiach stadionu piłkarskiego w Chicago. 10 XI 2004 r było na świecie 440 reaktorów. W Polsce istnieje jeden badawcze reaktor jądrowy „Maria” w Świerku. W poprzednich latach istniały jeszcze dwa reaktory „Ewa” i „Agata”, obecnie są one zlikwidowane. Reaktor „Maria” uruchomiono w grudniu 1974 r. Moc cieplna tego reaktora wynosi 30 MW. Został tak nazwany dla upamiętnienia Marii Skłodowskiej – Curie. „Maria” posiada bardzo korzystne położenie geograficzne (izolacja od osiedli ludzkich) i dzięki temu uniknął losu wielu europejskich badawczych reaktorów jądrowych, które zostały zamknięte ze względów bezpieczeństwa. Do głównych zadań reaktora należą:
- wytwarzanie izotopów promieniotwórczych
- modyfikacja materiałów poprzez napromieniowywanie
- badania na wiązkach neutronów
- badania radiochemiczne z użyciem wypalonych prętów paliwowych
- terapia neutronowa
Polska jest krajem, w którym już w latach 80-tych rozpoczęto budowę elektrowni atomowej
w Żarnowcu. Budowę zastały czasy zmiany systemu politycznego. Wstrzymano ja ze względu na protesty. 22 grudnia 2004 rząd zatwierdził plan budowy elektrowni, jako niezbędny dla Polski, mający pomóc uniezależnić się od źródeł energii ze Wschodu. Ale to co jest zdaniem rządu konieczne i dobre dla kraju, wcale nie cieszy mieszkańców. Minęło już tyle czasu od tragicznej awarii reaktora w Czarnobylu w 1986r. Zdaniem naukowców poważna awaria nowych reaktorów może się zdarzyć raz na milion lat. W Polsce ma być uruchomiona generacja 3-cia plus reaktora, tzn. EPWR – European Pressurized Water Reactor,
o mocy ok. 1600 MW. Jest jeden ogromny minus elektrowni jądrowych – odpady radioaktywne. Muszą być one izolowane przez 100 tys. lat. Polska stoi również przed zadaniem wyboru lokalizacji budowy reaktora, co może mieć skutki w przypadku przyszłości kraju.