Sysop: 1 revizi

2014-06-25T10:36:31Z

1 revizi

← Starší verze

Verze z 25. 6. 2014, 10:36

Sysop: Nahrazení textu

2011-04-17T23:34:15Z

Nahrazení textu

Nová stránka

[[Soubor:Wwer-1000-scheme.png|right|thumb|Schéma reaktoru VVER-1000]]
'''Jaderný reaktor''' je zařízení, ve kterém probíhá řetězová [[jaderná reakce]], kterou lze kontrolovat a udržovat ve stabilním běhu (na rozdíl od [[jaderná zbraň|jaderné exploze]]).
V současné době ve všech běžně užívaných reaktorech je reakce založena na [[jaderná reakce|štěpení jader]]. Existují však i experimentální reaktory založené na jejich [[termonukleární reakce|syntéze]].
== Použití ==
[[Soubor:Atomovy reaktor.jpg|right|250px|thumb|Ocelová nástavba (horní blok) jaderného reaktoru]]
* [[jaderná elektrárna]] - tepelná energie pro výrobu [[elektrická energie|elektřiny]]
** [[kogenerace]] (elektřina i teplo) - dnes částečně v okolí elektráren - například [[Jaderná elektrárna Temelín|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 ([[Jaderná ponorka|ponorek]], [[ledoborec|ledoborců]], dosud 4 civilní nákladní obchodní lodě: [[Mutsu (loď)|Mutsu]], [[Otto Hahn (loď)|Otto Hahn]], [[NS Savannah]], [[Sevmorput (loď)|Sevmorput]]).
* výzkumná zařízení:
** zdroj [[neutron]]ů (detektory [[vodík]]u a vody)
** vytvářející radioaktivní [[izotop]]y
* zdravotnická zařízení/přístroje
** radioaktivní infuze pro sledování toku krve (tyto látky jsou ale dnes už často vyráběny v malých [[urychlovač]]ích přímo v objektech nemocnic)
** náplň pro zářiče na léčbu rakoviny
* výroba radioizotopů pro vojenské účely
* 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
Zdrojem jaderné energie může být i [[radioizotopový termoelektrický generátor]], který produkuje teplo z přirozeného rozpadu podkritického množství radioaktivní látky (např. [[plutonium|plutonia]]). Tento zdroj je kvůli své dlouhodobé spolehlivosti používán například u [[kosmická sonda|kosmických sond]] k [[vnější planety|vnějším planetám]].
== Výzkumné jaderné reaktory ==
Těchto reaktorů o převážně malých výkonech pracovalo v roce 2000 podle [[IAEA]] ve světě 284.
{| class="wikitable"
|+ '''Typy výzkumných jaderných reaktorů'''
| '''Typ''' || '''Původní význam'''|| '''Český pojem'''
|-
| [[Triga (reaktor)|Triga]] || -- || --
|-
| [[Agonaut]] || -- || --
|-
| [[MNSR]] || miniature neutron source reactor || --
|-
| [[Bazénový reaktor]] || -- || --
|-
| [[Tank reaktor]] || -- || --
|-
|}
== Jaderný reaktor v elektrárnách ==
V jaderných elektrárnách se používá mnoho konstrukčně rozdílných druhů reaktorů. Lze je rozdělit podle užívaného [[moderátor neutronů|moderátoru]] neutronového toku a chladiva.
=== Lehkovodní typy ===
==== VVER/PWR ====
Tlakovodní reaktor [[VVER]]/[[PWR]] je nejobvyklejší typ (asi 60 % všech reaktorů, včetně reaktorů v [[Jaderná elektrárna Dukovany|Dukovanech]] a [[Jaderná elektrárna Temelín|Temelíně]]). Označuje se jako [[VVER]] (vodo-vodní energetický reaktor, ''водо-водяной энергетический реактор'') nebo PWR (Pressurized water reactor). Tento reaktor je chlazen [[voda|vodou]] o vysokém [[tlak]]u (kolem 100 [[bar (jednotka)|bar]]), která také slouží jako moderátor reakce. Je to výrazný prvek [[bezpečnost jaderných reaktorů|bezpečnosti jaderných reaktorů]]: Pokud z jakéhokoliv důvodu není v reaktoru voda, reakce se sama zastaví. Pára pro pohon [[turbogenerátor]]ů se vyvíjí mimo vlastní reaktor ve zvláštních parogenerátorech, kde vysokotlaká voda primárního okruhu uvádí do varu vodu v sekundárním okruhu a pro turbinu vyrábí sytou páru o podstatně nižším tlaku .
==== BWR ====
Varný reaktor ( [[Varný reaktor|BWR]] - boiling water reactor) druhý nejrozšířenější typ reaktoru (asi 21 %). Chladivem i moderátorem je voda. Je podobný VVER, ale k varu vody dochází přímo v tlakové nádobě reaktoru a vzniklá pára přímo pohání turbínu. Elektrárny s těmito reaktory jsou tedy jednookruhové. Má vyšší energetickou účinnost, ale nižší koeficient bezpečnosti.
Tento typ reaktorů se nachází i v japonské jaderné elektrárně Fukušima, kterou vážně poškodilo zemětřesení a následná vlna tsunami dne 11.3.2011.
=== Grafitem moderované typy ===
==== RBMK ====
RBMK (Reaktor Bolšoj Moščnosti Kanalnyj, ''Реактор Большой Мощности Канального типа'') nebo LWGR (Light Water Graphite Reactor) je „lehkovodní grafitový reaktor“. Tento reaktor je stejně jako BWR varný, avšak není moderovaný vodou ale [[grafit]]em a var probíhá v kanálové trubce. Další odlišnost tkví v tom, že se skládá z množství trubek obalených grafitem (Černobyl: 1 643 trubek) a vlastní reaktor je přikryt betonovou deskou. V každé trubce je jeden palivový soubor. Výhodou z hlediska účinnosti je neexistence druhého okruhu. Pára z reaktoru proudí přímo do turbíny, takže na turbíně vzniká větší tepelný spád a přeměna energie má vyšší [[účinnost (fyzika)|účinnost]] (viz [[carnotův cyklus]]). Další výhodou je, že palivové soubory lze za provozu jednoduše vyjmout, a tak naráz vyměnit palivo bez odstávky. Při nesprávném zacházení je ale tento reaktor velmi nebezpečný (viz [[Černobylská havárie]]). Kvůli odlišné konstrukci se při zvýšené [[teplota|teplotě]] a [[tlak]]u nebo dokonce při úniku vody z okruhu chová fyzikálně jinak než typ VVER. Neutrony jsou i nadále zpomalovány a nadále probíhá štěpení [[Uran (prvek)|uranu]], palivo ale není ochlazováno a přinejmenším se začne tavit. Při pozdním zásahu může dojít k havárii.
==== Magnox ====
Magnox GCR (Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor) je plynem chlazený reaktor, který se používá ve Velké Británii a také v Japonsku. Jako palivo se používá přírodní kovový uran ve formě tyčí pokrytých oxidem hořečnatým. Aktivní zóna se skládá z grafitových bloků (moderátor), jimiž prochází mnoho kanálů (několik tisíc), do všech se umísťuje několik palivových tyčí. Aktivní zóna je uzavřena v kulové ocelové tlakové nádobě se silným betonovým stíněním. Palivo se běžně vyměňuje za provozu. K ochlazení se využívá oxid uhličitý, který se po ohřátí vede až do parogenerátoru, kde předá teplo vodě sekundárního okruhu. Tento reaktor má vysokou tepelnou [[účinnost (fyzika)|účinnost]] srovnatelnou s tlakovými reaktory.
Další typy:
* AGR.
* PBMR.
=== Reaktory moderované těžkou vodou ===
* SGHWR.
* CANDU.
==== CANDU ====
Na těžkovodním reaktoru typu CANDU (Canada Deuterium Uranium) je založená jaderná energetika Kanady. Jedná se o reaktor, který jako jaderné palivo využívá přírodní uran a jako chladivo a moderátor slouží těžká voda. Aktivní zóna reaktoru CANDU je umístěna v horizontálně položené nádrži (válci) z nerezové oceli, která je zaplněná těžkou vodou. Vnější povrch nádrže je obklopen betonovou vodotěsnou konstrukcí, ve které se nachází voda představující vlastně tepelnou a biologickou ochranu. Horizontálně rozložené pracovní kanály jsou tvořeny palivovými kazetami a výměna paliva se realizuje za provozu reaktoru tak, že se z jedné strany kanálu vkládá čerstvá kazeta a vyhořelá kazeta je tím z druhé strany vytlačována. Chladivo protéká kanály, v parogenerátoru předává svoje teplo pracovní látce sekundárního okruhu (obyčejné vodě) a vrací se zpět do reaktoru. Moderátor se nachází v mezikanálovém prostoru.
=== Souhrn typů energetických jaderných reaktorů ===
{| class="wikitable" align="center"
! '''Typ''' !! '''Původní význam''' !! '''Český pojem'''
|-
| [[AGR]] || Advanced Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor || Pokročilý plynem chlazený, grafitem moderovaný reaktor
|-
| [[BWR]] || Boiling water reactor || Varný reaktor
|-
| [[ABWR]] || Advanced Boiling Light Water Cooled and Moderated Reactor || Pokročilý varný, lehkou vodou chlazený a moderovaný reaktor
|-
| [[množivý reaktor|FBR]] || Fast Breeder Reactor || [[množivý reaktor|Rychlý množivý reaktor]]
|-
| [[GCR]], [[Magnox]] || Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor || Plynem chlazený, grafitem moderovaný reaktor
|-
| [[HTGR]] || High Temperature, Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor || Vysokoteplotní, plynem chlazený, grafitem moderovaný reaktor
|-
| [[HWGCR]] || Heavy Water Cooled, Graphite Moderated Reactor || Těžkou vodou chlazený a moderovaný reaktor
|-
| [[LWGR]], [[VVR-S]], [[RBMK]] || Light Water Cooled, Graphite Moderated Reactor - Reaktor bolšoj moščnosti kanalnyj || Reaktor velkého výkonu kanálový lehkou vodou chlazený, grafitem moderovaný reaktor
|-
| [[PHWR]], [[Candu]] || Pressurized Heavy Water Moderated and Cooled Reactor, Canada Deuterium Uranium ||Tlakovou těžkou vodou chlazený a moderovaný reaktor
|-
| [[PWR]], [[VVER]] || Pressurized Water Reactor - Vodo-Vodjanoj Energetičeskij Reaktor || Tlakovodní reaktor
|-
| [[SGHWR]] || Steam Generating Heavy Water Reactor || Varný těžkovodní reaktor
|-
| [[PBMR]] || Modular reactor spheroidal ceramic fuel || Modulární reaktor s kuličkovým keramickým palivem
|-
| [[HWLWR]] || – || Dvouokruhový tlakovodní těžkolehkovodní reaktor; málo obohacené palivo na [[Uran (prvek)|<sup>235</sup>U]]
|-
| [[Urychlovačem řízené transmutační technologie|ADTT]] || Accelerator Driven Transmutation Technologies|| Urychlovačem řízené transmutační technologie.
|-
|}
== 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, čim 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.
== Související články ==
* [[Moderátor neutronů]]
* [[Jaderná elektrárna]]
== Externí odkazy ==
* [http://proatom.luksoft.cz/jaderneelektrarny/index.php?akce=typyreaktoru Typy reaktorů]
* [http://nuclear.energy.gov/genIV/neGenIV1.html Čtvrtá generace jaderných na nuclear.energy.gov] (anglicky)
* [http://www.csvts.cz/cns/news07/070530j.htm Reaktory z ponorek pro mírovou energetiku, článek na csvts.cz]
* [http://www.ian.cz/detart_fr.php?id=1986 www.ian.cz, Instantní pamětník 8] Celovečerní propagandistický film původní sovětské výroby, zabývající se jaderným výzkumem.

{{Flickr|Nuclear+reactors}}{{commonscat|Nuclear reactors}}{{Článek z Wikipedie}}
[[Kategorie:Jaderná energetika]]
[[Kategorie:Jaderná fyzika]]
[[Kategorie:Jaderné reaktory]]

Jaderný reaktor - Historie editací

Sysop: 1 revizi

Sysop: Nahrazení textu