Jaderný reaktor: Porovnání verzí

| místo = Vídeň

| jazyk = anglicky

* [[radioizotopový termoelektrický generátor]] - v tomto reaktoru se jaderná energie získává pomocí přirozeného rozpadu těžkých prvků jako ²³⁸Pu (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>

* [[Záření gama|gama záření]] - které odnáší část energie a v reaktoru je z velké části absorbováno

* [[neutrino|neutrina]] - která v reaktoru zachytit v podstatě nelze a tuto část jaderné energie nelze následně využít

 

 

* '''tepelné reaktory''' – převážná část štěpení se uskutečňuje neutrony, které se zpomalily na úroveň rychlosti molekul okolí (tzv. rychlost při teplotě okolí). Pro dosažení účinného zpomalování neutronů se využívá tzv. [[moderátor neutronů]]. Tento typ reaktoru představuje drtivou většinu<ref name="PRIS" /> z komerčně využívaných štěpných jaderných reaktorů.

 

=== Cyklus neutronu v tepelném jaderném reaktorů ===

V generaci "N" nechť je M rychlých neutronů vzniklých ze štěpení. Některé z rychlých neutronů zasáhnou jádra ²³⁸U, 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>. P₁ část těchto neutronů má takovou rychlost a směr, že i když se srazí s jinými jádry konstrukčních materiálů reaktoru, udrží se v soustavě a mohou teoreticky v budoucnu štěpit. Zbylá část M(P₁-1)<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" ²³⁸U určenou koeficientem "p", což jsou intervaly energie, při kterých srážka neutronu s ²³⁸U téměř výhradně vede k neštěpné absorpci. Počet neutronů, které se úspěšně zpomalí a vyhnou se tak rezonancím je roven M<math>\epsilon</math>P₁p. 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>P₁pP₂, které v reaktoru musí nějakým způsobem zaniknout. Ta část, která se absorbuje v palivu (²³⁵U i ²³⁸U) 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>P₁pP₂f neutronů absorbovaných v palivu pak vznikne M<math>\epsilon</math>P₁pP₂f<math>\eta</math> nových rychlých neutronů nové generace "N+1" a cyklus se opakuje.

 

Poměr mezi počtem neutronů současné generace M_N a generace předchozí M_N-1 se označuje ''k''_ef a nese název '''efektivní koeficient násobení''' či '''efektivní multiplikační koeficient'''.

 

:<math>\Delta k = k_\mathrm{ef} - 1</math>

 

Další důležitou veličinou, s níž pracuje kinetika reaktorů, je '''reaktivita reaktoru'''. Obvykle se značí <math>\rho \,</math> a je definována jako relativní přebytek multiplikačního koeficientu, tedy:<ref name="Bečvář_1981" />

:<math>\rho = \frac{\Delta k}{k_\mathrm{ef}} = \frac {k_\mathrm{ef} - 1}{k_\mathrm{ef}} \,</math>

 

Reaktivita je bezrozměrná veličina, která se v praxi vyjadřuje dvěma způsoby:

 

== Obecná konstrukce ==

U tepelných reaktorů lze s výhodou využít dobré moderační schopnosti vody, díky čemuž je možné aplikovat vodu jako moderátor i chladivo zároveň. Tyto typy reaktorů (tj. tlakovodní reaktory a varné reaktory) jsou na světě nejpoužívanější. Koncepce reaktorů typu MAGNOX, AGR a RBMK je obecně pokládána za překonanou a nové reaktory tohoto typu již nejsou plánovány.<ref group="pozn.">

Některé reaktory tohoto typu jsou stále v provozu nebo se dostavují po dlouhodobém přerušení výstavby.</ref>

 

== Využití ==

Jaderné reaktory pracující na principu štěpení těžkých jader se uplatnily zejména v energetice. [[jaderná elektrárna|Jaderné elektrárny]] v celosvětovém měřítku vyrábí 19% (2012) elektrické energie. Ale využití reaktorů je širší a lze je shrnout následovně:

 

Na území [[Česko|ČR]] se vyskytuje devět jaderných reaktorů (2013):

* [[Jaderná elektrárna Dukovany]] – 4 reaktory VVER 440, od roku 2012 se celkový instalovaný elektrický výkon zvýšil z původních 1760 [[watt#megawatt|MW]] na 2040 [[watt#megawatt|MW]].<ref>http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/jaderna-energetika/je-v-cr.html#je-dukovany</ref>

* [[Centrum výzkumu Řež]] – 2 reaktory: LVR-15 s tepelným výkonem 10 [[watt#megawatt|MW]] a LR-0 s nulovým výkonem (dříve součást [[Ústav jaderného výzkumu Řež|ÚJV Řež]]).<ref>[http://www.cvrez.cz/vyzkumna-infrastruktura/vyzkumny-reaktor-lr-0/ Centrum výzkumu Řež - Výzkumný reaktor LR-0]</ref><ref>[http://www.cvrez.cz/vyzkumna-infrastruktura/vyzkumny-reaktor-lvr-15/ Centrum výzkumu Řež - Výzkumný reaktor LVR-15]</ref>

* [[Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT]] v Praze – školní jaderný reaktor VR-1 (Vrabec) s nulovým výkonem.<ref>[http://reaktorvr1.eu Školní reaktor VR-1]</ref>

| místo = Praha

| jazyk = česky

* V okolních horninách byly nalezeny izotopy prvků, které se jinde v přírodě nevyskytují a lze je získat pouze štěpením ([[Plutonium]]), případně koncentrace těchto izotopů byla zvýšená oproti přírodní koncentraci ([[Xenon]] a [[Neodym]]).

* Koncentrace ²³⁵U byla v uranové rudě nižší, než je přírodní. Muselo tudíž dojít k jeho úbytku vlivem štěpení.

 

== 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)