Πυρηνική ενέργεια

ΑΠΟ: ΠΡΟΣΜΙΤΗ ΧΡΙΣΤΙΝΑ - Απρ• 21•16

Επιμέλεια άρθρου: Χαλιώτης Γιάννης

Πηγή ενέργειας ή ενεργειακή πηγή ονομάζουμε κάθε φυσικό πόρο που μας δίνει ενέργεια.  Οι πηγές αυτές χωρίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και σε μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν εξαντλούνται ποτέ και υπάρχουν απεριόριστα μες το περιβάλλον, όπως είναι η αιολική ενέργεια και η ηλιακή ενέργεια και άλλες. Ενώ οι μη ανανεώσιμες κάποια στιγμή(μπορεί αυτή να αργήσει)θα εξαντληθούν, όπως είναι το πετρέλαιο, ο γαιάνθρακας, το φυσικό αέριο και άλλες.

Πυρηνική ενέργεια ή ατομική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες. Είναι δηλαδή η δυναμική ενέργεια που είναι εγκλωβισμένη στους πυρήνες των ατόμων λόγω της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που τα συνιστούν. Η πυρηνική ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη σχάση ή σύντηξη των πυρήνων και εφόσον οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι ελεγχόμενες (όπως συμβαίνει στην καρδιά ενός πυρηνικού αντιδραστήρα) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καλύψει ενεργειακές ανάγκες.

Πυρηνική σχάση είναι η διαδικασία κατά την οποία ένας ασταθής ατομικός πυρήνας διασπάται (σχάται) σε δυο ή περισσότερους (μικρότερους) πυρήνες και σε μερικά παραπροϊόντα σωμάτια (όπως νετρόνια). Η σχάση αποτελεί μια περίπτωση μεταστοιχείωσης κατά την οποία παράγονται δύο πυρήνες με συγκρίσιμες μάζες. Στα βαρύτερα στοιχεία η σχάση είναι εξώθερμη αντίδραση αποδίδοντας στο περιβάλλον ενέργεια ως ακτινοβολία γ και ως κινητική ενέργεια των θραυσμάτων.

σχαση2

Πυρηνικοί Αντιδραστήρες

• Ανάλογα µε τη φύση της πυρηνικής αντίδρασης,η οποία αποτελεί τη βάση της λειτουργίας τους , οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διακρίνονται σε δύο τύπους: τους αντιδραστήρες σχάσης και τους αντιδραστήρες σύντηξης ή θερµοπυρηνικούς αντιδραστήρες. Στους πρώτους ανήκει το σύνολο των πυρηνικών αντιδραστήρων που είναι παγκοσµίως εγκατεστηµένοι για την παραγωγή κυρίως ηλεκτρικής ενέργειας. Οι θερµοπυρηνικοί αντιδραστήρες, όµως, βρίσκονται ακόµη σε πρώιµο στάδιο και η λειτουργία τους σε εµπορικές συνθήκες, η οποία δεν τοποθετείται νωρίτερα από τα µέσα του αιώνα, προϋποθέτει την επίλυση πολύπλοκων τεχνικών προβληµάτων

αντιδραστηρας1

Συνοπτικά, σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα σχάσης η ενέργεια που απελευθερώνεται από τη σχάση του πυρηνικού καυσίμου χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού, με τον οποίο τίθεται σε λειτουργία ένας στρόβιλος που με τη σειρά του περιστρέφει μια ηλεκτρογεννήτρια.Στην πλειοψηφία τους, οι σύγχρονοι πυρηνικοί αντιδραστήρες χρησιμοποιούν ως καύσιμο εμπλουτισμένο ουράνιο ή μεικτό οξείδιο, ενώ κάποιοι χρησιμοποιούν φυσικό ουράνιο (U). Το εμπλουτισμένο ουράνιο, περιέχει το ισότοπο U235 σε μεγαλύτερο ποσοστό από ότι το φυσικό ουράνιο, ενώ το μεικτό οξείδιο εκτός από ουράνιο περιέχει και τα ισότοπα Pu239 και Pu240 του πλουτωνίου. Υπάρχουν και αντιδραστήρες σχάσης που χρησιμοποιούν ως καύσιμα είτε το πλουτώνιο είτε το ισότοπο U233 του ουρανίου.Το καύσιμο βρίσκεται σε ειδικούς φορείς (containers), σε μορφή ράβδων καυσίμου (fuel pins). Αυτές οι ράβδοι τοποθετούνται με καθορισμένη διάταξη μέσα στον επιβραδυντή (moderator), ο οποίος είναι γραφίτης ή βαρύ ύδωρ και σκοπός του είναι να επιβραδύνει τα νετρόνια που παράγονται από τις σχάσεις. Οι ρυθμιστικές ράβδοι, που χρησιμεύουν στη διατήρηση ενός σταθερού ρυθμού σχάσης, εισέρχονται στον πυρήνα του επιβραδυντή και η θέση τους μεταβάλλεται έτσι ώστε να επιτευχθεί ο επιθυμητός ρυθμός σχάσης· όταν οι ράβδοι είναι βαθύτερα μέσα στον πυρήνα, επιβραδύνουν περισσότερα νετρόνια κι έτσι μειώνεται ο ρυθμός σχάσεων. Το αντίθετο συμβαίνει όταν οι ράβδοι αποσύρονται.Ένα ψυκτικό υλικό κυκλοφορεί υπό πίεση μέσα στα λεγόμενα «κανάλια» του επιβραδυντή. Σκοπός της κυκλοφορίας του ψυκτικού είναι η απαγωγή της θερμικής ενέργειας και η μεταφορά της σε εναλλάκτη θερμότητας. Ο επιβραδυντής βρίσκεται στο εσωτερικό χαλύβδινου προστατευτικού περιβλήματος, κατασκευασμένου έτσι ώστε να αντέχει στις υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες στο εσωτερικό του αντιδραστήρα. Γύρω από το χαλύβδινο περίβλημα υπάρχει θωράκιση από σκυρόδεμα που εμποδίζει τη ραδιενέργεια να φτάσει στους χειριστές του αντιδραστήρα και το περιβάλλον, τόσο σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας όσο και σε περίπτωση ατυχήματος.

 

 

Σχολιάστε

Top