schemat elektrowni jądrowej

Rozszczepienie jądra uranu w 1938 roku, przez niemieckich fizyków atomowych Otto Hahna i

Fritza Strassmanna, stało się podstawą narodzenia się w 1939 roku idei reakcji łańcuchowej rozszczepiania.

Później powstał zamysł przeprowadzenia owej reakcji w sposób kontrolowany, czyli reakcji jądrowej.

Prace podjęte w USA w ramach tzw. Projektu Manhattan, przewidywały w pierwszym etapie stworzenie reaktora jądrowego. Doszło do tego pod kierownictwem włoskiego emigranta, fizyka atomowego Enrico Fermiego - w 1942 roku uruchomiono w Stagg Field pod Chicago pierwszy reaktor jądrowy.
Zasadniczą część owego reaktora jądrowego stanowił blok grafitowy, w którym znajdowały się pręty uranowe i kadmowe. Uran był materiałem rozszczepialnym, czyli paliwem jądrowym, grafit pełnił rolę moderatora (spowalniacza) zmniejszającego prędkość neutronów do najbardziej skutecznej dla przebiegu reakcji, rola kadmu zaś polegała na pochłanianiu neutronów, aby ich liczba nie wzrosła do poziomu grożącego eksplozją.
Oczywiście reaktor jądrowy miał odpowiednią osłonę, nie przepuszczającą promieniowania na zewnątrz, a czynnikiem chłodzącym była woda.

Na podobnej zasadzie pracują reaktory jądrowe rozmaitych typów, w których używa się różnych substancji jako moderatorów, pochłaniaczy i czynników chłodzących, a jako paliwa jądrowego obok uranu także plutonu.

Po II wojnie światowej zajęto się problemem praktycznego wykorzystania reakcji jądrowej do zadań pokojowych. Pierwsze udane próby wytwarzania prądu elektrycznego przy użyciu reaktora jądrowego, przeprowadzono w Arco w stanie Idaho (USA) w 1951 roku.
W 1954 roku uruchomiono w Obnińsku w pobliżu Kaługi (ZSRR) pierwszą elektrownię jądrową, będącą w istocie szczególnym przypadkiem elektrowni cieplnej. Również w 1954 roku zastosowano reaktor jądrowy do napędu amerykańskiego okrętu podwodnego "USS Nautilus", a w 1957 roku do napędu radzieckiego lodołamacza "Lenin".

Elektrownia jądrowa pozwala częściowo zastąpić nieodnawialne źródła energii takie jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny. Najczęściej wykorzystuje się w nich ciśnieniowe reaktory wodne. Energii dostarcza tu uran, umieszczony w specjalnych elementach paliwowych, o kształcie kilkumetrowych prętów. Tworzą one rdzeń reaktora. Do kontrolowania zachodzących reakcji służą ruchome pręty sterujące. Przez rdzeń reaktora przepływa woda, odbierając ciepło pochodzące z rozpadu uranu. Choć jej temperatura sięga 300° Celsjusza, to dzięki bardzo wysokiemu ciśnieniu nie dochodzi do wrzenia. Woda trafia następnie do wytwornicy pary. Tam powstaje para wodna rozpędzająca turbiny połączone z generatorami prądu.

Rozpad kilograma uranu dostarcza tyle energii, co spalenie 2500 ton węgla kamiennego. Powstaje przy tym mniej zanieczyszczeń niż w tradycyjnej elektrowni.
I pomyśleć, że wystarczy zaledwie 4 gramy paliwa, żeby ogrzać spory dom w czasie zimy 


Zobacz na animacji, jak działa taka elektrownia:

Testy z BRD | Znaki drogowe | BRD 24 | Karta rowerowa | Karta rowerowa - to proste | Wiersze miłosne | 1000 pytań