Een kernreactor is een apparaat dat een aanhoudende nucleaire kettingreactie regelt. Bij dit proces komen grote hoeveelheden energie vrij, die kunnen worden gebruikt voor het opwekken van elektriciteit, het aandrijven van onderzeeërs of schepen, of het produceren van radioactieve isotopen voor medisch en industrieel gebruik.

Kernreactoren werken door de kernen van atomen te splitsen, een proces dat kernsplijting wordt genoemd. Wanneer een neutron wordt geabsorbeerd door een splijtbaar atoom, zoals uranium-235 of plutonium-239, splitst de kern zich in twee kleinere kernen, waarbij energie vrijkomt in de vorm van warmte en straling. De warmte wordt gebruikt om stoom te produceren, die een turbinegenerator aandrijft om elektriciteit te produceren. De straling wordt gecontroleerd door een reeks barrières om werknemers en het milieu te beschermen.

De belangrijkste componenten van een kernreactor zijn:

* Brandstof: De brandstof voor een kernreactor is meestal uranium-235 of plutonium-239. Deze splijtbare isotopen zijn doorgaans verrijkt om hun concentratie splijtbaar materiaal te verhogen.

* Moderator: De moderator is een materiaal dat de neutronen vertraagt ​​die door kernsplijting worden geproduceerd. Dit is nodig omdat de neutronen langzaam genoeg moeten zijn om door de splijtbare atomen te worden geabsorbeerd. Veel voorkomende moderatoren zijn water, grafiet en zwaar water.

* Regelstangen: De regelstaven worden gebruikt om de snelheid van de nucleaire kettingreactie te regelen. Ze zijn gemaakt van materialen die neutronen absorberen, zoals cadmium of boor. Door de regelstaven in te brengen of terug te trekken, kan de hoeveelheid neutronen die beschikbaar zijn om splijting te veroorzaken worden gecontroleerd.

* Koelvloeistof: Het koelmiddel is een vloeistof die wordt gebruikt om warmte uit de reactorkern te verwijderen. Deze warmte wordt vervolgens gebruikt om stoom op te wekken voor de productie van elektriciteit. Veel voorkomende koelmiddelen zijn water, zwaar water en vloeibaar natrium.

* Containmentgebouw: Het containmentgebouw is een grote structuur die de reactorkern omringt. Het is ontworpen om radioactief materiaal op te slaan in geval van een ongeval.

Kernreactoren zijn ontworpen met meerdere veiligheidssystemen om het risico op ongelukken te minimaliseren. Deze systemen omvatten:

* Noodstopsystemen: Deze systemen zijn ontworpen om de reactor automatisch uit te schakelen in geval van een noodsituatie.

* Containmentgebouwen: Deze constructies zijn ontworpen om te voorkomen dat bij een ongeval radioactief materiaal vrijkomt.

* Stralingsmonitoringsystemen: Deze systemen worden gebruikt om de stralingsniveaus in de reactor en de omgeving ervan te monitoren.

Kernenergie is een betrouwbare en efficiënte elektriciteitsbron en produceert geen broeikasgassen. Er bestaat echter ook een risico op ernstige ongelukken, en er bestaat bezorgdheid over de langdurige opslag van radioactief afval.