Kjarnorkuver hafa virkjað orku sem losað er með floti og notaðu það til að reka rafala sem framleiða rafmagn. Þó að kjarnorku veiti aðeins um 20 prósent af raforku sem myndast í Bandaríkjunum, er kjarnorkuvopn þjóðarinnar hæsta í hvaða landi sem er - 101 gígavöttur árið 2010.
Algengar þættir í kjarnorku
Nuclear reactors hafa þessi hluti sameiginleg:
Eldsneyti - Uran, geislavirkt málmgrýti, er algengasta eldsneyti fyrir kjarnakljúfar. Eftir auðgun ferlið, úran verður mjög einbeitt eldsneyti.
Viðskiptabundin kjarna reactor krefst þúsunda punda af auðgað úraneldsneyti til þess að starfa. Civilian kjarnorkuver í Bandaríkjunum kaupa u.þ.b. 50 milljónir punda úran (U3O8 samsvarandi) eldsneyti árlega, meirihluti þeirra kemur erlendis frá.
Úran er metið á stöðum um allan heim, einkum í Kasakstan, Kanada, Ástralíu og Afríku. Bandaríkin eru meðal stærstu 10 framleiðenda úran.
Control Rods - Gerð úr nifteindabrennandi efni, svo sem kadmíum, hafnium eða bór, er stýrispinn settur inn eða dreginn úr kjarnanum til að stjórna hraða viðbrögðum eða stöðva það ef þörf krefur.
Moderator - Efni í reactor kjarna sem hægir á nifteindum losað úr fission svo þeir valda meiri fission.
Stjórnandi er venjulega venjulegt (létt) vatn, en getur verið þungt vatn (D20) eða grafít.
Kælivökvi - Vökvi eða gas sem dreifir gegnum kjarna til að flytja hita frá henni. Í ljósvirkum vatni virkar vatnsstjórinn einnig sem aðalkælivökvi.
Innihald - Nuclear reactors eru umbúðir í þungum steinsteypu mannvirkjum til að koma í veg fyrir að geislavirkni komist út í andrúmsloftið.
Grunnvinnsla kjarnorku
Náttúrufræði er mjög tæknileg, en grundvallarferlið til að framleiða rafmagn með kjarnorku er eftirfarandi:
Kjarni kjarna framleiðir hita og geislavirka virkni í ferli sem kallast fission, almennt þekktur sem atómskreiður. Inni í kjarna reactor er úran kjarnorkueldsneyti. Eins og kjarninn í úraninu skiptir, losa þau nifteindir. Þegar nifteindir slátra öðrum úranatómum, kljúfa þau kjarnann einnig og gefa út nifteindirnar til að slá aðra atóm og valda meiri klofnun. Þessi samfellda atómsgreining er keðjuverkun.
Hitinn frá stýrðri klofnunarsvörun er notaður til að framleiða gufu úr vatni, annaðhvort beint eins og í sjóðandi vatnahvarfanum (BWR), eða óbeint eins og í þrýstivatni (PWR), sem inniheldur gufugeymi.
Gufan rekur hverfla sem veitir rafall.
Rafalinn framleiðir rafmagn sem er dreift í rafmagnsnetið.
Nuclear Reactor Tegundir
Um allan heim eru ýmis konar kjarnorku hvarfefni notuð. Hins vegar eru algengustu gerðirnar þrýstir vatnshitastillir (PWR) og sjóðandi vatnsviðbrögð (BWR), sem eru flokkuð sem létt vatnshvarfefni. Í Bandaríkjunum eru PWR og BWR eini tveir tegundir viðskiptabanka kjarnorkuvera í rekstri.
- Sjóðandi vatnsreitur (BWR) - Í þessari tegund hvarfefnisins framleiðir fission hita sem sjóðar vatni í kjarna reactor. Gufa frá sjóðandi vatni veitir hverflum sem rekur rafall til að framleiða rafmagn. Viðbrögðin við Fukushima Naiishi álversins í norðausturhluta Japan, sem skemmdir eru í jarðskjálfta og tsunami í mars 2011, eru BWR.
- Hitastig vatnsorku (PWR) - Þessi tegund af hvarfefna er algengasta til að framleiða orku. Það notar vatn sem kælivökva og stjórnandi, umboðsmaður sem hjálpar til við að stjórna hraða fission. Í lokuðu aðalkælivökvakerfinu er vatnið, sem hitað er með hitauppstreymi frá fission meðan hún liggur í gegnum kjarna, haldið undir miklum þrýstingi og því kælir það ekki. Gufu er framleidd í annarri kælivökva og er notuð til að knýja hverfla sem knýr rafmagns rafall.
- CANDU og þungar vatnsstýrðir reactors - Þessi hönnun notar mikið vatn sem stjórnandi. Þungur vatn - með deuteríum í stað tveggja vetnisatómanna - sem stjórnandi hægir neutrons í klofnuninni og gerir notkun náttúrulegs úran kleift frekar en auðgað úran sem eldsneyti.
- Pebble bed mát reactor - A hitastig reactor sem notar helium kælivökva og eldsneyti encased í kúlur af grafít og sílikon karbít til að tryggja fission vöru vörpun og mótstöðu gegn meltdown.