UM521_F171.21 MB

Anotace
Učební materiál EU V2 – 1/F17 je určen k výkladu učiva
jaderný reaktor – fyzika 9. ročník. UM se váže k výstupu:
žák vysvětlí princip jaderného reaktoru.
Jaderný reaktor
• Jaderný reaktor je zařízení, ve
kterém probíhá řetězová jaderná
reakce, kterou lze kontrolovat a
udržovat ve stabilním běhu (na
rozdíl od jaderné exploze).
• V současné době ve všech běžně
užívaných reaktorech je reakce
založena na štěpení jader. Existují
však i experimentální reaktory
založené na jejich syntéze.
Ocelov{ n{stavba (horní blok)
jaderného reaktoru
Model jaderného reaktoru - informační středisko elektr{rny Temelín
Schéma jaderného reaktoru
Pravděpodobnost štěpení jádra uranu je tím větší, čím
pomalejší jsou ostřelující neutrony. Při štěpení však vzniknou
rychlé neutrony. Mají-li vyvolat štěpení, musí se jejich
energie snížit. Zpomalování neutronů se děje jejich srážkami s
jádry moderátoru, který obklopuje palivo. Zpomalené
neutrony buď štěpí jádra uranu, nebo jsou pohlcovány
stíněním reaktoru nebo materiálem (absorbátorem)
regulačních tyčí. Pomocí regulačních tyčí se reguluje
množství volných neutronů v reaktoru a tím i průběh štěpení a
výkon reaktoru. Okamžité zastavení reakce zajišťují
bezpečnostní tyče, které obsahují mnohem vyšší koncentraci
absorbátoru. Část reaktoru, ve které je uloženo palivo a ve
které probíhá štěpná reakce, se nazývá aktivní zóna. Vzniklé
teplo se z aktivní zóny odvádí chladivem a slouží v
parogenerátoru k výrobě páry pro pohon turbogenerátoru
elektrárny.
V roce 1998 pracovalo na celém světě 435 jaderných reaktorů
a dalších 30 bylo ve výstavbě. Na připojené mapce je vidět,
že jaderná energetika (červené body) má největší zastoupení v
průmyslově nejvyspělejších oblastech: v Evropě, severní
Americe a ve východní Asii. Nejvýznamnější naleziště uranu
jsou na mapě označena modrými body.
Použití
• jaderná elektrárna - tepelná energie pro výrobu elektřiny
kogenerace (elektřina i teplo) - dnes částečně v okolí
elektráren - například 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 (ponorek, ledoborců, dosud 4 civilní nákladní
obchodní lodě: Mutsu, Otto Hahn, NS Savannah,
Sevmorput).
Ruské atomové ledoborce
Výzkumná zařízení
• zdroj neutronů (detektory vodíku a vody)
• vytvářející radioaktivní izotopy
Zdravotnická zařízení/přístroje
• radioaktivní infuze pro sledování toku krve (tyto
látky jsou ale dnes už často vyráběny v malých
urychlovačích přímo v objektech nemocnic)
• náplň pro zářiče na léčbu rakoviny
• výroba radioizotopů pro vojenské účely
Výzkumný jaderný reaktor v
nizozemském Delftu
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
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, čím 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.
Materiály čerpány :
http://cs.wikipedia.org/wiki/Jaderný_reakto
http://www.military.cz/usa/navy/uss/carriers/enterpris
e/enterprise.htm
http://www.vyletnik.cz/images/profily/users/1969/jade
rna-elektrarna-temelin-informacni-centrum-390.jpg
http://web.vscht.cz/hrotkovr/jadro/ilus/reaktor.gif
http://www.cez.cz/edee/content/microsites/nuklearni
/k35.htm#model