Upload
colette-cantrell
View
74
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Nuklearni reaktori. Pripremio : Varga I štvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA v arga.i @ neobee.net. Nuklearni reaktor. Nuk l earni reaktori su posebni uređaji u kojima se odvijaju kontrolisane nuklearne reakcije. M ogu biti : - homogeni i - heterogeni. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Nuklearni reaktori
Pripremio: Varga Ištvan
HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA
ČOKA
Nuklearni reaktor Nuklearni reaktori su posebni uređaji u kojima se
odvijaju kontrolisane nuklearne reakcije.Mogu biti:
- homogeni i
- heterogeni
U homogenim reaktorima nuklearno gorivo se nalazi u obliku rastvora ili praha.
U heterogenim reaktorima u obliku posebnih poluga (šipki).
Kao gorivo, u nukleanim reaktorima se koriste:
- uranijumovi izotopi (obogaćeni izotopom 235U),
- plutonijum, a ponekad i - torijum.
Prvi reaktor je konstruisao
Enriko Fermi.
(1901-1954)
Reaktor je proradio u Čikagu 1942. godine
Nobelova nagrada iz fizike 1938. godine
Šema reaktora
1- nuklearno gorivo
2- moderator (usporivač neutrona)
3- apsorber neutrona
4- sredstvo za hlađenje
5- reflektor neutrona
6- zaštitni zid
7- eksperimentalni kanali
Deo energije oslobođene u reakciji, ispoljava se u vidu toplote, koja se može odvoditi iz
nuklearnog reaktora i iskoristiti za pokretanje raznih toplotnih mašina (npr.
parnih turbina).
Parne turbine mogu pokretati generatore za proizvodnju električne struje.
10- turbina visokog pritiska 11- turbina niskog pritiska
12- generator
Pomoću moderatora smanjuje se energija neutrona koji nastaju u fisionom procesu. Time se povećava njihova efikasnost u
izazivanju fisije. Kao usporivač se primjenjuje grafit, deuterijum (u vidu teške
vode), jedinjenja berilijuma. Reflektori neutrona imaju ulogu da vraćaju
neutrone, koji su napustili aktivnu zonu reaktorskog jezgra, tako da oni mogu i
dalje učestvovati u fisiji.
Pomoću apsorbera neutrona u obliku šipki napravljene od bora ili kadmijuma,
kontroliše se režim rada i sprečava pregrevanje reaktora, usled velike količine
toplotne energije oslobođene u toku procesa.
Kao sredstva za hlađenje mogu se koristiti obična ili teška voda ili druge supstance, koje imaju veliki toplotni
kapacitet. Sistem za hlađenje se postavlja oko jezgra (aktivne zone) nuklearnog
reaktora.
Prilikom fisije u nuklearnim reaktorima dolazi do oslobađanja gama-zračenja pa je
potrebna zaštita.
Kao zaštita obično se koristi specijalna vrsta betona ili zaštitni sloj vode. Debljina tih zaštitnih slojeva je takva da u okolinu reaktora ne propušta zračenje koje bi
moglo ugroziti ljude oko reaktora.
Jedna od najefikasnijih mera zaštite je automatizacija i robotizacija rada reaktora.
Kad se nuklearno gorivo istroši, u reaktoru ostaju produkti raspadanja urana,
koji sadrže niz korisnih radionuklida.
Prednost atomskog reaktora nad drugim izvorima energije je u tome što on može
da daje energiju dugi niz godina bez zamene goriva.
(na primer 100 tona urana može da služi kao gorivo 20 godina).
Osim za dobijanje nuklearne energije, reaktor se koristi i za proizvodnju izotopa
raznih elemenata. U tu svrhu uzorak za ozračavanje stavlja
se u eksperimentalne kanale, i izlaže se neko vreme (nekoliko dana) dejstvu
neutrona. Za to vreme, određen broj atoma uzorka pretvara se u radioaktivni nuklid, koji se upotrebljava u razne istraživačke
svrhe.
Osim energije i radionuklida, iz reaktora se još mogu dobiti vrlo prodorni -zraci, koji se takođe koriste u istraživačke svrhe.
Primena radioaktivnih izotopa
Radioaktivni izotopi našli su primenu u mnogim oblastima. Tako npr.
izotopi 60Co (β− i -emiter, t1/2 = 5,3 god.) i 192Ir (β− i -emiter, t1/2 = 74 dana) kao -emiteri
koriste se u medicini:- u terapiji raznih tumora,- za hladnu sterilizaciju,- za ispitivanje unutrašnjosti netransparentnih
tela,- za ispitivanje varova i dr.
Radioaktivni obeleživači: služe da se prati kretanje nekog elementa kroz neki proces.
Tako na primer: izotop 131J (β− i -emiter, t1/2 = 8,1 dan) se
koristi u ispitivanju rada štitne žlezde, tricijum u molekulu vode (1H3HO) u
istraživanjima reka-ponornica, 32P (β−emiter, t1/2 = 14,3 dana) za
utvrđivanje distribucije fosfora u biljkama i dr. Takođe se primenjuju u pripremi
mineralnih sirovina pri ispitivanju adsorpcijskih procesa na mineralima.
Neutronska aktivaciona analiza je metoda za kvantitativnu analizu kojom se može
utvrditi koncentracija elemenata i kada je 10−8 do 10−11 g/g uzorka.
Bombardovanjem uzorka neutronima dobijaju se radioaktivni izotopi prisutnih elemenata za koje se određuje vreme
poluraspada, vrsta radioaktivnog zračenja i aktivnost, odnosno podaci na osnovu kojih
se dolazi do njihove količine u uzorku.