Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe wordt warmte gegenereerd in een kernreactor?

Warmte -generatie in een nucleaire reactor vindt plaats door een proces dat nucleaire splijting wordt genoemd . Hier is een uitsplitsing:

1. Nucleaire splijting:

* brandstof: De reactor gebruikt nucleaire brandstof, typisch uranium-235, een splijtbare isotoop.

* neutronen: Een neutron slaat de uraniumkern, waardoor het onstabiel wordt.

* splitsing: De onstabiele kern splitst zich in twee lichtere kernen (splijtingsproducten) en geeft een enorme hoeveelheid energie vrij.

* kettingreactie: Het splijtingsproces brengt ook meer neutronen uit. Deze neutronen kunnen verder gaan met het toeslaan van andere uraniumkernen, wat verdere splijtingsreacties veroorzaakt. Dit creëert een kettingreactie die de warmteproductie in stand houdt.

2. Energieafgifte:

* Kinetische energie: De splijtingsproducten en vrijgegeven neutronen bezitten hoge kinetische energie.

* gammastralen: Splijting brengt ook gammastralen uit, die fotonen met hoge energie zijn.

* warmte: De kinetische energie van de splijtingsproducten en de energie van gammastralen worden geabsorbeerd door de omliggende reactorkernmaterialen, waardoor warmte wordt gegenereerd.

3. Warmteoverdracht:

* koelvloeistof: Een koelvloeistof (meestal water) wordt gecirculeerd door de reactormern om het warmte te verwijderen.

* Warmtewisselaar: De verwarmde koelvloeistof brengt zijn thermische energie over naar een afzonderlijke waterdus, waardoor stoom wordt geproduceerd.

* Elektriciteitsopwekking: De stoom drijft turbines, die op zijn beurt elektriciteit genereren.

Sleutelpunten:

* Gecontroleerde kettingreactie: Het splijtingsproces in een kernreactor wordt zorgvuldig gecontroleerd om een ​​gestage snelheid van warmteproductie te behouden.

* Veiligheidsmechanismen: Talrijke veiligheidssystemen zijn aanwezig om weggelopen kettingreacties te voorkomen en de veiligheid van de reactor te waarborgen.

* afvalproducten: Snelheidsproducten zijn radioactief en moeten veilig worden beheerd als nucleair afval.

Samenvattend is de warmte die wordt gegenereerd in een kernreactor een gevolg van de energie die vrijkomt tijdens kernsplijting. De warmte wordt vervolgens gebruikt om elektriciteit te genereren via een reeks warmteoverdrachtsprocessen.