Anotace
Učební materiál EU V2 – 1/F17 je určen k výkladu učiva jaderný reaktor – fyzika 9. ročník. UM se váže k výstupu: žák vysvětlí princip jaderného reaktoru.
Jaderný reaktor
• Jaderný reaktor je zařízení, ve kterém probíhá řetězová jaderná reakce, kterou lze kontrolovat a udržovat ve stabilním běhu (na rozdíl od jaderné exploze). • V současné době ve všech běžně užívaných reaktorech je reakce založena na štěpení jader. Existují však i experimentální reaktory založené na jejich syntéze. Ocelov{ n{stavba (horní blok) jaderného reaktoru
Model jaderného reaktoru - informační středisko elektr{rny Temelín
Schéma jaderného reaktoru
Pravděpodobnost štěpení jádra uranu je tím větší, čím pomalejší jsou ostřelující neutrony. Při štěpení však vzniknou rychlé neutrony. Mají-li vyvolat štěpení, musí se jejich energie snížit. Zpomalování neutronů se děje jejich srážkami s jádry moderátoru, který obklopuje palivo. Zpomalené neutrony buď štěpí jádra uranu, nebo jsou pohlcovány stíněním reaktoru nebo materiálem (absorbátorem) regulačních tyčí. Pomocí regulačních tyčí se reguluje množství volných neutronů v reaktoru a tím i průběh štěpení a výkon reaktoru. Okamžité zastavení reakce zajišťují bezpečnostní tyče, které obsahují mnohem vyšší koncentraci absorbátoru. Část reaktoru, ve které je uloženo palivo a ve které probíhá štěpná reakce, se nazývá aktivní zóna. Vzniklé teplo se z aktivní zóny odvádí chladivem a slouží v parogenerátoru k výrobě páry pro pohon turbogenerátoru elektrárny.
V roce 1998 pracovalo na celém světě 435 jaderných reaktorů a dalších 30 bylo ve výstavbě. Na připojené mapce je vidět, že jaderná energetika (červené body) má největší zastoupení v průmyslově nejvyspělejších oblastech: v Evropě, severní Americe a ve východní Asii. Nejvýznamnější naleziště uranu jsou na mapě označena modrými body.
Použití • jaderná elektrárna - tepelná energie pro výrobu elektřiny kogenerace (elektřina i teplo) - dnes částečně v okolí elektráren - například temelínská elektrárna vytápí Týn nad Vltavou • jaderné odsolování - použito výjimečně, možnost využít odpadního tepla elektrárny nebo období, kdy není vytížená • jaderný pohon - vyrobená energie slouží pro pohon plavidel (ponorek, ledoborců, dosud 4 civilní nákladní obchodní lodě: Mutsu, Otto Hahn, NS Savannah, Sevmorput).
Ruské atomové ledoborce
Výzkumná zařízení • zdroj neutronů (detektory vodíku a vody) • vytvářející radioaktivní izotopy Zdravotnická zařízení/přístroje • radioaktivní infuze pro sledování toku krve (tyto látky jsou ale dnes už často vyráběny v malých urychlovačích přímo v objektech nemocnic) • náplň pro zářiče na léčbu rakoviny • výroba radioizotopů pro vojenské účely
Výzkumný jaderný reaktor v nizozemském Delftu
Plánovaná (možná) využití • pohon letadel • pohon raket (resp. kosmických lodí a sond) • teplo pro průmysl i vytápění domácnosti (jaderná teplárna) • možnost využití v metalurgii • výroba vodíku a to buďto termochemicky (pomocí vysoké teploty) nebo elektrolýzou v době, kdy je elektrárna nevyužitá
Bezpečnost jaderných reaktorů • Pro bezproblémové provozování jaderných reaktorů bez ohrožení bezpečnosti jsou definována a po zkušenostech z velkých havárií uplatňována pravidla bezpečnosti. Ta mají několik úrovní, ale nejzákladnější z nich jsou: • inherenční bezpečnost využívá základní fyzikální principy, které samy vyloučí nebezpečí havárie atomové elektrárny (například: fyzikální proces štěpení se utlumuje tím více, čím je větší teplota) • pasivní bezpečnost zmírňuje následky případných havárií; ta spolu s bariérami zabrání uniku nebezpečných látek i v případě, že by aktivní bezpečnostní a havarijní technika selhaly.
Materiály čerpány : http://cs.wikipedia.org/wiki/Jaderný_reakto http://www.military.cz/usa/navy/uss/carriers/enterpris e/enterprise.htm http://www.vyletnik.cz/images/profily/users/1969/jade rna-elektrarna-temelin-informacni-centrum-390.jpg http://web.vscht.cz/hrotkovr/jadro/ilus/reaktor.gif http://www.cez.cz/edee/content/microsites/nuklearni /k35.htm#model
