Reaktor jądrowy: historia powstania i zasada działania

Wartość energii jądrowej we współczesnym świecie

Energia jądrowa w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci zrobiła ogromny krok naprzód, stając się jednym z najważniejszych źródeł energii elektrycznej w wielu krajach. Jednocześnie należy pamiętać, że za rozwojem tego sektora gospodarki narodowej są ogromne wysiłki dziesiątków tysięcy naukowców, inżynierów i zwykłych robotników, którzy robią wszystko, aby zapewnić, że "pokojowy atom" nie stanie się realnym zagrożeniem dla milionów ludzi. Prawdziwy rdzeń każdego elektrownia jądrowa to reaktor jądrowy.

Historia powstania reaktora jądrowego

Pierwsze takie urządzenie zostało zbudowane w czasie drugiej wojny światowej w Stanach Zjednoczonych przez znanego naukowca i inżyniera E. Fermiego. Ze względu na niezwykły wygląd, który przypominał stos bloków grafitu ułożonych jeden na drugim, ten reaktor jądrowy nazwano "stosem Chicago". Warto zauważyć, że to urządzenie działało na uran, który znajdował się tuż między blokami.

Stworzenie reaktora jądrowego w Związku Radzieckim

W naszym kraju kwestia energii jądrowej również zyskała na znaczeniu. Pomimo faktu, że główne wysiłki naukowców koncentrowały się na wojskowym wykorzystaniu atomu, aktywnie wykorzystali uzyskane wyniki do celów pokojowych. Pierwszy reaktor jądrowy pod kodem F-1 został zbudowany przez grupę naukowców pod kierownictwem słynnego fizyka I. Kurchatowa pod koniec grudnia 1946 r. Znaczącą wadą był brak jakichkolwiek systemy chłodzenia dlatego energia uwolnionej przez nie energii była niezwykle nieznaczna. W tym samym czasie sowieccy badacze zakończyli rozpoczęte przez nich prace, które doprowadziły do ​​odkrycia już po ośmiu latach pierwszej elektrowni jądrowej w Obnińsku.

Zasada działania reaktora

Reaktor jądrowy jest niezwykle złożonym i niebezpiecznym urządzeniem technicznym. Zasada działania opiera się na fakcie, że podczas rozpadu uranu uwalnia się kilka neutronów, które z kolei wytrącają cząstki elementarne z sąsiednich atomów uranu. W wyniku tej reakcji łańcuchowej uwalniana jest znaczna ilość energii w postaci ciepła i promieni gamma. Jednocześnie należy pamiętać, że jeśli ta reakcja w ogóle nie jest kontrolowana, wówczas rozszczepienie atomów uranu w możliwie najkrótszym czasie może doprowadzić do potężnej eksplozji o niepożądanych skutkach.

Jądrowe urządzenie reaktorowe

Aby reakcja przebiegała w ramach ściśle określonych ram, projekt reaktora jądrowego ma ogromne znaczenie. Obecnie każda podobna struktura jest rodzajem kotła, przez który płynie chłodziwo. Woda jest powszechnie używana w tym charakterze, jednak istnieją elektrownie jądrowe, które wykorzystują ciekły grafit lub ciężka woda. Nie można sobie wyobrazić nowoczesnego reaktora jądrowego bez setek specjalnych kaset w kształcie sześciokąta. Są w nich elementy paliwowe, przez kanały, z których płyną płyny chłodzące. Ta kaseta jest pokryta specjalną warstwą, która jest w stanie odbijać neutrony, a tym samym spowalniać reakcję łańcuchową.

Reaktor jądrowy i jego ochrona

Ma kilka poziomów ochrony. Oprócz faktycznego korpusu, na wierzchu znajduje się specjalna izolacja i ochrona biologiczna. Z inżynieryjnego punktu widzenia ten obiekt to potężny bunkier z betonu zbrojonego, którego drzwi są zamknięte tak ciasno, jak to możliwe.