Science >> Wetenschap >  >> Energie

Wat is er nodig om kernenergie te produceren?

Om kernenergie te produceren, heb je een paar belangrijke componenten nodig:

1. Fissionable materiaal:

* uranium-235: Dit is de meest voorkomende brandstof die wordt gebruikt in kerncentrales. Het is een natuurlijk voorkomende radioactieve isotoop, maar slechts een klein percentage (ongeveer 0,7%) van de natuurlijk voorkomende uranium is U-235.

* plutonium-239: Dit is een kunstmatige radioactieve isotoop geproduceerd uit uranium-238 in kernreactoren.

* Thorium-232: Dit is een ander natuurlijk voorkomend radioactief element dat kan worden gebruikt als brandstof in thoriumreactoren.

2. Een kernreactor:

* reactorkern: Dit is het hart van de reactor, die de splijtbare brandstof bevat. Het is meestal in de vorm van brandstofstaven.

* Moderator: Dit materiaal vertraagt ​​neutronen die tijdens de splijting worden vrijgegeven, waardoor ze eerder verdere splijting veroorzaken. Veel voorkomende moderators zijn water, grafiet en zwaar water.

* Regelstangen: Deze staven, gemaakt van neutronenabsorberende materialen zoals boor of cadmium, worden in de reactormern ingebracht om de splijtingssnelheid te regelen en ongecontroleerde kettingreacties te voorkomen.

* koelvloeistof: Deze vloeistof circuleert door de reactor om de door splijting gegenereerde warmte te verwijderen. Water, zwaar water en vloeibare metalen zijn veel voorkomende koelmiddelen.

3. Een turbinegenerator:

* stoomgenerator: De warmte van de reactor wordt gebruikt om water te verwarmen, waardoor stoom wordt geproduceerd.

* Turbine: De hogedrukstoom draait de turbine en genereert mechanische energie.

* generator: De turbine draait een generator en zet mechanische energie om in elektriciteit.

4. Veiligheidssystemen:

* beheersstructuur: Dit is een sterke, luchtdichte structuur die de reactorkern omsluit, waardoor radioactieve materialen worden afgegeven in het geval van een ongeval.

* noodkoelsystemen: Deze systemen bieden extra koelwater in geval van verlies van koelvloeistofongeval.

* Systemen voor stralingsmonitoringssystemen: Deze systemen controleren de stralingsniveaus voortdurend rond de fabriek om de veiligheid te waarborgen.

5. Afvalbeheer:

* besteed brandstof: Na een bepaalde tijd worden de brandstofstaven uitgeput en worden ze beschouwd als gebruikte brandstof. Ze blijven radioactief en moeten veilig worden opgeslagen.

* Afvalverwijdering: Dit omvat veilig het beheren en opslaan van het radioactieve afval dat wordt gegenereerd tijdens de nucleaire brandstofcyclus.

Het is belangrijk op te merken dat de productie van kernenergie ook aanzienlijke uitdagingen heeft, waaronder de veilige verwijdering van nucleair afval, het risico op ongevallen en het potentieel voor proliferatie van kernwapens.