Hogyan működik egy atomreaktor

A nukleáris reaktoroknak többféle típusa létezik, de mindnek van néhány közös jellemzője. Mindegyik rendelkezik radioaktív fűtőelemekkel — általában urán-oxiddal, amelyek csövekbe rendezve alkotják a reaktormagban az üzemanyagrudakat.

A reaktorban vannak a már említett szabályozó rudak is — amelyek neutronelnyelő anyagból, például kadmiumból, hafniumból vagy bórból készülnek –, amelyeket a reaktormagba helyeznek, hogy szabályozzák vagy leállítsák a reakciót.

A reaktorban van egy moderátor is, egy olyan anyag, amely lelassítja a neutronokat és segít szabályozni a hasadási folyamatot. Az Egyesült Államokban a legtöbb reaktor közönséges vizet használ, de más országokban a reaktorok néha grafitot, vagy nehézvizet használnak, amelyben a hidrogént deutériummal, a hidrogén egy proton és egy neutron izotópjával helyettesítették . A rendszer másik fontos része egy hűtőközeg – ismét csak általában közönséges víz – amely elnyeli és továbbítja a reaktor hőjét, hogy gőzt hozzon létre a turbinák forgatásához, és hűti a reaktormagot, hogy az ne érje el azt a hőmérsékletet, amelyen az urán megolvad (körülbelül 6900 Fahrenheit-fok, azaz 3815 Celsius-fok) . (A cikk későbbi részében elmagyarázzuk, hogy az olvadás miért nagyon rossz dolog.)

Végül a reaktort egy védőburkolat veszi körül, egy nagy, nehéz, általában több láb vastag, acélból és betonból készült szerkezet, amely a radioaktív gázokat és folyadékokat bent tartja, ahol nem tudnak ártani senkinek.

Számos különböző reaktorkonstrukciót használnak, de az Egyesült Államokban a reaktorok mintegy kétharmada nyomottvizes reaktor (PWR). A nyomottvizes reaktorban a vizet a maggal érintkezve szivattyúzzák, majd nyomás alatt tartják, hogy ne tudjon gőzzé alakulni. Ezt a nyomás alatt lévő vizet ezután egy második, nem nyomás alatt lévő vízzel hozzák érintkezésbe, amely gőzzé alakul, és így a turbinákat forgatja. Az Egyesült Államokban található reaktorok fennmaradó harmada forrásvizes reaktor (BWR). A BWR-eknél a reaktormaggal közvetlenül érintkező víz gőzzé alakulhat a villamosenergia-termeléshez.

A következő fejezetben az atomreaktorok potenciális kockázatait és azok értékelését tekintjük át.