Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe een kernreactor werkt

1. Kernsplijting

Het proces van kernenergie begint met kernsplijting, het splijten van de kernen van atomen. Bij dit proces komen grote hoeveelheden energie vrij, die worden gebruikt om elektriciteit op te wekken.

2. Kernbrandstof

De brandstof die in kernreactoren wordt gebruikt is uranium. Uranium is een natuurlijk voorkomend radioactief element dat in de aardkorst voorkomt. Uranium-235 is de isotoop van uranium die in de meeste kernreactoren wordt gebruikt.

3. Controlestaven

Controlestaven worden gebruikt om de snelheid van kernsplijting te controleren. Regelstaven zijn gemaakt van materialen die neutronen absorberen, dit zijn subatomaire deeltjes die nodig zijn voor het plaatsvinden van kernsplijting. Door regelstaven in of uit te trekken kan de hoeveelheid neutronen in de reactor worden gecontroleerd, wat op zijn beurt de snelheid van de kernsplijting regelt.

4. Moderator

Een moderator is een materiaal dat de neutronen vertraagt ​​die door kernsplijting worden geproduceerd. Dit is nodig omdat de neutronen die bij kernsplijting ontstaan, te snel zijn om door de uranium-235-kernen te worden opgevangen. Het vertragen van de neutronen vergroot de kans dat ze worden geabsorbeerd door de uranium-235-kernen en splijting veroorzaken.

5. Koelvloeistof

Koelvloeistof is een stof die wordt gebruikt om warmte uit de reactorkern te verwijderen. De warmte die vrijkomt bij kernsplijting moet worden afgevoerd om te voorkomen dat de reactorkern oververhit raakt. Water is het meest gebruikte koelmiddel in kernreactoren.

6. Stoomgenerator

De warmte uit de reactorkern wordt overgedragen aan het koelmiddel, dat vervolgens naar een stoomgenerator wordt gepompt. De stoomgenerator is een warmtewisselaar die warmte van het koelmiddel overbrengt naar water. Het water in de stoomgenerator kookt en verandert in stoom.

7. Turbine

De stoom uit de stoomgenerator drijft een turbine aan. Een turbine is een apparaat dat de kinetische energie van een vloeistof (in dit geval stoom) omzet in mechanische energie. De mechanische energie van de turbine wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.

8. Condensor

De stoom uit de turbine wordt in een condensor terug gecondenseerd tot water. De condensor is een warmtewisselaar die warmte van de stoom overbrengt naar een koelwaterstroom. De koelwaterstroom wordt vervolgens teruggepompt naar de rivier of het meer waar deze vandaan komt.

9. Reactor-insluitingsgebouw

Het reactorcontainmentgebouw is een constructie die de reactorkern en de stoomgenerator omringt. Het reactorkuipgebouw is zo ontworpen dat het alle radioactieve stoffen bevat die bij een ongeval vrij kunnen komen.

10. Veiligheidssystemen

Kerncentrales beschikken over meerdere veiligheidssystemen om ongevallen te helpen voorkomen en de gevolgen van een ongeval te beperken als er zich toch een voordoet. Deze veiligheidssystemen omvatten noodstopsystemen, containmentgebouwen en back-upstroomvoorzieningen.