Otevřít hlavní menu

Změny

Přidány 2 bajty ,  před 5 lety
m
bez shrnutí editace
| jazyk = anglicky
}}</ref> a proto se v běžné literatuře i mluvě pod názvem „jaderný reaktor“ téměř výhradně myslí právě tento druh. Patří mezi ně jak reaktory v jaderných elektrárnách, tak reaktory jaderných ponorek i menší výzkumné reaktory pro různé experimenty, výrobu radiofarmak atd.
* [[fúzní jaderný reaktor]] – v tomto reaktoru je jaderná energie získávána pomocí šlučováníslučování lehkých jader jako [[deuterium]] a [[tritium]]. Tento typ reaktoru se vyvíjí již desítky let a ke komerčnímu využití chybí podle odhadů ještě další desítky let výzkumu. Existuje řada návrhů, jak donutit lehká jádra ke sloučení. Mezi nejrozvinutější lze zařadit například [[Tokamak|Tokamaky]].
* [[radioizotopový termoelektrický generátor]] - v tomto reaktoru se jaderná energie získává pomocí přirozeného rozpadu těžkých prvků jako <sup>238</sup>Pu (jde tedy opět o rozpad těžkých jader, ale v tomto případě přirozený). V technické terminologii se pojem „reaktor“ pro toto zařízení běžně nepoužívá. Využívá se především jako dlouhodobý bezúdržbový zdroj elektrické energie o nízkém výkonu u zařízení v odlehlých oblastech, například pro vesmírné sondy.
 
| jazyk = český
}}</ref>
* 2 a více štěpných úlomků - které odnášejí většinu uvolněné jaderné energie (okolo 80% z celkových 200 MeV na jedno štěpení) ve formě energie kinetické. Vlivem zbrzdění těchto úlomků (k tomu dojde ještě v palivu) je kinetická energie přeměněna na energii tepelnou a palivo se tak zahřívá. Štěpné úlomky mají nejpravděpodobějšínejpravděpodobnější poměr hmotností 2:3, proto také vzniká po štěpení mnoho <sup>95</sup>Kr a <sup>139</sup>Ba. Ze štěpení může vzniknout v podstatě jakýkoliv izotop všech prvků, které mají nukleonové číslo menší než <sup>235</sup>U (viz obrázek výtěžku ze štěpení).
* 2 až 3 rychlé [[neutron|neutrony]] - které mají střední kinetickou energii kolem 2MeV (v rozpětí 0 až 10MeV)<ref name="RF1" /> a s jejich pomocí dochází k dalšímu štěpení jader paliva
* [[Záření gama|gama záření]] - které odnáší část energie a v reaktoru je z velké části absorbováno
Popsat zjednodušený cyklus neutronů lze na základě obrázku nalevo. V reaktoru je za provozu velkém množství neutronů s různými energiemi v různých místech. Popis takové situace lze zjednodušit, pokud budeme uvažovat, že neutrony vznikají v tzv. generacích, kdy vždy naráz vznikne velké množství neutronů v palivu a až poslední z nich zanikne, vzniká generace nová. Toto zjednodušení můžeme použít za předpokladu, že neutrony v reaktoru neinteragují mezi sebou a neovlivňují tak svoji energii a směr letu (tvoří tím osamostatněné skupiny neutronů = generace neutronů). Vzhledem k tomu, že množství atomů na jednotkový objem v reaktoru značně převyšuje [[hustota toku neutronů|hustoty toku neutronů]] bude většina interakcí připadat na neutron-atom a interakcí neutron-neutron bude velmi málo, je toto zanedbání ospravedlnitelné.
 
V generaci "N" nechť je M rychlých neutronů vzniklých ze štěpení. Některé z rychlých neutronů zasáhnou jádra <sup>238</sup>U, které díky své vysoké energii rozštěpí a vznikne tak o M(<math>\epsilon</math>-1) více neutronů a tím jejich celkový počet vzroste na M<math>\epsilon</math>. P<sub>1</sub> část těchto neutronů má takovou rychlost a směr, že ikdyži když se srazí s jinými jádry konstrukčních materiálů reaktoru, udrží se v soustavě a mohou teoreticky v budoucnu štěpit. Zbylá část M(P<sub>1</sub>-1)<math>\epsilon</math> ze soustavy vyletěla a je nenávratně ztracena. Neutrony, které se v soustavě udržely, jsou dalšími srážkami zpomalovány na tepelné energie. Při tomto zpomalování musí ale překonat tzv. "rezonanční oblast" <sup>238</sup>U určenou koeficientem "p", což jsou intervaly energie, při kterých srážka neutronu s <sup>238</sup>U téměř výhradně vede k neštěpné absorpci. Počet neutronů, které se úspěšně zpomalí a vyhnou se tak rezonancím je roven M<math>\epsilon</math>P<sub>1</sub>p. Nyní jsou už všechny neutrony v generaci tepelné, část z nich však dokáže během difúze uniknout ze soustavy a zbývá jich pouze M<math>\epsilon</math>P<sub>1</sub>pP<sub>2</sub>, které v reaktoru musí nějákým způsobem zaniknout. Ta část, která se absorbuje v palivu (<sup>235</sup>U i <sup>238</sup>U) je dána koeficientem využití tepelných neutronů, ostatní z nich jsou absorbovány v atomech moderátoru, řídicích tyčí a dalších konstrukčních prvcích. Ze všech M<math>\epsilon</math>P<sub>1</sub>pP<sub>2</sub>f neutronů absorbovaných v palivu pak vznikne M<math>\epsilon</math>P<sub>1</sub>pP<sub>2</sub>f<math>\eta</math> nových rychlých neutronů nové generace "N+1" a cyklus se opakuje.
 
Poměr mezi počtem neutronů současné generace M<sub>N</sub> a generace předchozí M<sub>N-1</sub> se označuje k<sub>ef</sub> a nese název '''efektivní koeficient násobení'''.
* reaktorová nádoba - tvoří vnější hranice reaktoru, nejčastěji je tvaru válce s bočními otvory pro vstup a výstup chladiva a s odstranitelnou horní částí pro výměnu paliva a další operace, je vyráběna z různých ocelí s chemickými příměsemi, velikost je závislá na cílovém výkonu reaktoru, hmotnost se pohybuje až okolo 800 tun;
* aktivní zóna - vnitřní část prostoru reaktorové nádoby, kde probíhá samotná štěpná řetězová reakce, rozměry AZ jsou v podstatě vymezeny uspořádáním paliva;
* [[jaderné palivo|palivo]] - palivové soubory<ref name="195-99" /> neboli palivové kazety složené z palivových elementů<ref name="195-99" /> neboli proutků (u některých konstrukcí jsou však palivové elementy kulového tvaru volně ložené v aktivní zóně reaktrureaktoru). Palivové proutky jsou úzké trubičky o délce i přes 4 metry, v nichž jsou hermeticky uzavřeny palivové tablety vyrobené zpravidla z UO<sub>2</sub> (užívá se ale i kovové formy uranu, PuO<sub>2</sub>, směsi oxidu uranu a plutonia a další);
* řídící orgány - nejčastěji ve formě tyčí (řídící, bezpečnostní,...) vyrobené z materiálu silně pohlcující neutrony (bórová ocel s příměsí <sup>10</sup>B v případě tepelných reaktorů nebo jiné typy ocelí u rychlých reaktorů), při jejich zasunutí do aktivní zóny reaktoru způsobují záchyt části neutronů čímž omezují štěpení a tím i výkon reaktoru;
* [[moderátor neutronů]] - používá se pouze u tepelného typu reaktoru ke zpomalení rychlých neutronů vzniklých ze štěpení, nejčastějším materiálem je lehká voda ([[voda|H<sub>2</sub>O]]), těžká voda ([[těžká voda|D<sub>2</sub>O]]) a grafit ([[uhlík|C]]);