راکتور هسته ای
راکتور هسته ای دستگاهی است که در آن فرايند شکافت هسته ای بصورت کاملا کنترل شده انجام مي شود. انرژی گرمایی بدست آمده از اين راه را می توان برای بخار کردن آب و به گردش درآوردن توربين های بخار ژنراتورهای الکتريکی مورد استفاده قرار داد.
اورانيوم غنی شده ، معمولا به شکل قرصهائی است که سطح مقطعشان به اندازه يک سکه معمولی و ضخامتشان در حدود دو و نيم سانتيمتر است که در راکتور به مصرف مي رسند. اين قرصها روی هم قرار داده شده و ميله هايی را تشکيل ميدهند که به ميله سوخت معروف هستند. ميله های سوخت در بسته های چندتائی دسته بندی شده و تحت فشار و در محيطی عايق بندی شده نگهداری مي شوند. در بیشتر نيروگاه ها برای جلوگيری از گرم شدن بسته های سوخت در داخل راکتور، اين بسته ها را داخل آب سرد فرو برده. در نيروگاه های ديگر برای خنک نگه داشتن هسته راکتور ، (هسته راکتور جائی است که فرآيند شکافت هسته ای در آن رخ مي دهد) ، از فلز مايع (سديم) يا گاز دی اکسيد کربن استفاده می شود.
برای توليد انرژی گرمائی از طريق فرآيند شکافت هسته ای ، اورانيومی را که در هسته راکتور قرار داده شده بايد از جرم بحرانی بيشتر (فوق بحرانی) باشد. منظور این است که اورانيوم مورد استفاده بايد به اندازه ای غنی شود تا قابلیت آغاز يک واکنش زنجيره ای مداوم و پی در پی را دارا باشد. خوب برای تنظيم و کنترل فرآيند شکافت هسته ای در يک راکتور از ميله های کنترلی که معمولا از جنس کادميوم است مورد استفاده قرار می گیرد. اين ميله ها با جذب نوترون های آزاد در داخل راکتور مانع از سریع تر شدن واکنش های زنجيره ای می شوند. به این دلیل که با کاهش تعداد نوترون ها ، باعث می شود تا تعداد واکنشهای زنجيره ای نيز کاهش یافته. تقریبا ۴۰۰ نيروگاه هسته ای در سرتاسر جهان در حال حاضر فعال می باشند که تقريبا ۱۷ درصد کل برق مصرفی در جهان را تامين مي کنند. از جمله کاربردهای ديگر راکتورهای هسته ای، توليد نيروی محرکه لازم برای جابجايی ناوها و زيردريايی های اتمی است.
راکتور هسته ای دستگاهی است که در آن فرايند شکافت هسته ای بصورت کاملا کنترل شده انجام مي شود. انرژی گرمایی بدست آمده از اين راه را می توان برای بخار کردن آب و به گردش درآوردن توربين های بخار ژنراتورهای الکتريکی مورد استفاده قرار داد.
اورانيوم غنی شده ، معمولا به شکل قرصهائی است که سطح مقطعشان به اندازه يک سکه معمولی و ضخامتشان در حدود دو و نيم سانتيمتر است که در راکتور به مصرف مي رسند. اين قرصها روی هم قرار داده شده و ميله هايی را تشکيل ميدهند که به ميله سوخت معروف هستند. ميله های سوخت در بسته های چندتائی دسته بندی شده و تحت فشار و در محيطی عايق بندی شده نگهداری مي شوند. در بیشتر نيروگاه ها برای جلوگيری از گرم شدن بسته های سوخت در داخل راکتور، اين بسته ها را داخل آب سرد فرو برده. در نيروگاه های ديگر برای خنک نگه داشتن هسته راکتور ، (هسته راکتور جائی است که فرآيند شکافت هسته ای در آن رخ مي دهد) ، از فلز مايع (سديم) يا گاز دی اکسيد کربن استفاده می شود.
برای توليد انرژی گرمائی از طريق فرآيند شکافت هسته ای ، اورانيومی را که در هسته راکتور قرار داده شده بايد از جرم بحرانی بيشتر (فوق بحرانی) باشد. منظور این است که اورانيوم مورد استفاده بايد به اندازه ای غنی شود تا قابلیت آغاز يک واکنش زنجيره ای مداوم و پی در پی را دارا باشد. خوب برای تنظيم و کنترل فرآيند شکافت هسته ای در يک راکتور از ميله های کنترلی که معمولا از جنس کادميوم است مورد استفاده قرار می گیرد. اين ميله ها با جذب نوترون های آزاد در داخل راکتور مانع از سریع تر شدن واکنش های زنجيره ای می شوند. به این دلیل که با کاهش تعداد نوترون ها ، باعث می شود تا تعداد واکنشهای زنجيره ای نيز کاهش یافته. تقریبا ۴۰۰ نيروگاه هسته ای در سرتاسر جهان در حال حاضر فعال می باشند که تقريبا ۱۷ درصد کل برق مصرفی در جهان را تامين مي کنند. از جمله کاربردهای ديگر راکتورهای هسته ای، توليد نيروی محرکه لازم برای جابجايی ناوها و زيردريايی های اتمی است.
