Hur en kärnreaktor fungerar

Det finns flera olika typer av kärnreaktorer, men alla har vissa gemensamma egenskaper. Alla har ett förråd av radioaktiva bränslepellets — vanligtvis uranoxid, som är arrangerade i rör för att bilda bränslestavar i reaktorhärden .

Reaktorn har också de tidigare nämnda styrstavarna — gjorda av neutronabsorberande material som kadmium, hafnium eller bor — som sätts in i härden för att kontrollera eller stoppa reaktionen .

En reaktor har också en moderator, ett ämne som bromsar neutronerna och hjälper till att kontrollera fissionsprocessen. De flesta reaktorer i USA använder vanligt vatten, men reaktorer i andra länder använder ibland grafit, eller tungt vatten, där vätet har ersatts med deuterium, en isotop av väte med en proton och en neutron . En annan viktig del av systemet är ett kylmedel – återigen vanligtvis vanligt vatten – som absorberar och överför värme från reaktorn för att skapa ånga för att driva turbinerna och kyla reaktorhärden så att den inte når den temperatur vid vilken uran smälter (cirka 6 900 grader Fahrenheit eller 3 815 grader Celsius) . (Vi kommer att förklara varför en härdsmälta är en mycket dålig sak senare i den här artikeln.)

För det sista är en reaktor inkapslad i en inneslutning, en stor, tung konstruktion, vanligtvis flera meter tjock och tillverkad av stål och betong, som håller radioaktiva gaser och vätskor inuti, där de inte kan skada någon .

Det finns ett antal olika reaktorkonstruktioner som används, men i USA är ungefär två tredjedelar av reaktorerna tryckvattenreaktorer (PWR). I en tryckvattenreaktor pumpas vattnet in i kontakt med kärnan och hålls sedan under tryck, så att det inte kan omvandlas till ånga. Det trycksatta vattnet kommer sedan i kontakt med ett andra förråd av trycklöst vatten, som omvandlas till ånga för att driva turbinerna. Den återstående tredjedelen av reaktorerna i USA är kokvattenreaktorer (BWR). I BWR:s får det vatten som kommer direkt i kontakt med reaktorhärden förvandlas till ånga för att generera elektricitet.

I nästa avsnitt ska vi titta på de potentiella risker som kärnkraftsreaktorer utgör och hur man utvärderar dem.