Hvordan en fisjon Power Plant arbeid?

The Reaction

I hjertet av fisjon kraftverk er reaktorkjernen. Det er her at reaksjoner er initiert, vedvarende, og regulert. Stoffet i kjernen av en atomreaktor kan være enten plutonium-239, plutonium-241 eller uran-235. Mens fysikken er ganske kompleks (atom fysikere kan kjøre sirkler rundt hjerne kirurger og rakett forskere), involverer grunnleggende konseptet avfyring av et nøytron til et enkelt atom. Hvis vi skulle ta et atom av uran-235 og fyre et nøytron på det, ville den resulterende reaksjons bryte uran-235 til lettere elementer og potensielt spre en eller flere nøytroner. Uran-235 sies å være spaltbart hvis disse spredte nøytroner er tilstrekkelig nok til å bryte ned andre uran-235 atomer rundt det i en kjedereaksjon. Målet for en reaktorkjerne er å samle nok av den radioaktive isotop i et tett nok plass til å tillate at kjedereaksjonen for å fortsette på ubestemt tid.

Ingen ønsker en eksplosjon

Kjede reagere på ubestemt tid, og reaksjons uunngåelig blir mer og mer voldsom. Siden vi bygger et kraftverk og ikke en bombe, er det neste trinnet i å drive et atomkraftverk som inneholder den eksponentielle veksten av nøytron reaksjon. De to hovedalternativene er nøytron forgiftning og nøytron moderasjon. Førstnevnte omfatter en rekke av lange stenger som består av nøytron-bløtlegging elementer slik som xenon. Jo dypere stengene føres inn i kjernen, desto mer stavene kan absorbere nøytroner og forsinke reaksjonen. I motsetning til dette, nøytronmoderator endre andelen av nøytroner som vil fortsette å fisjon, kontrollere antallet nøytroner som er zinging rundt. Den mest brukte moderator er vann, med langt færre planter ved hjelp av grafitt eller tungtvann (inneholder deuterium). I tillegg til nøytron-moderasjon, blir vannet ofte brukt til å avkjøle hele operasjonen, med miles av rørledningen trekke varme bort fra reaktoren.

Making Strøm

Ved alle aspekter av styre omgir nøye styrt kjernereaksjonen, kan det være vanskelig å skjelne fra der strømmen kommer. Atomreaktorer faktisk produsere brukbare varmeenergi gjennom flere metoder. Når kjernene kolliderer inn i nærliggende atomer, er kinetisk energi omdannes til varmeenergi. Gammastråler som utsendes av fissilt materiale oppvarme metallet i reaktoren. Selv radioaktiv nedbrytning av spaltbart materiale inne i reaktoren produserer en stor mengde varme. Kjølesystemet er allerede installert, en som trekker kjølig vann over reaktoren, faktisk fungerer som et middel til kraftproduksjon. Når vannet varmes opp av reaktoren, viste det til damp, som blir revet med og brukes til å drive en turbin som produserer den type kraft som kan lyse opp et hele nettet.