Nuklearni reaktor: povijest stvaranja i načelo djelovanja
Vrijednost nuklearne energije u suvremenom svijetu
Nuklearna energija u proteklih nekoliko desetljeća napravila je veliki korak naprijed, postajući jedan od najvažnijih izvora električne energije za mnoge zemlje. Istovremeno, treba imati na umu da iza razvoja ovog sektora nacionalne ekonomije stoje ogromni napori desetaka tisuća znanstvenika, inženjera i običnih radnika koji čine sve kako bi “miroljubivi atom” ne postao stvarna prijetnja milijunima ljudi. Prava jezgra bilo kojeg nuklearna elektrana je nuklearni reaktor.
Povijest stvaranja nuklearnog reaktora
Prvi takav uređaj izgrađen je usred Drugog svjetskog rata u Sjedinjenim Američkim Državama od strane uglednog znanstvenika i inženjera E. Fermija. Zbog njegovog neobičnog izgleda, koji je nalikovao na hrpu grafitnih blokova međusobno povezanih, ovaj nuklearni reaktor nazvan je "čikaški sklad". Važno je napomenuti da je ovaj uređaj radio na uran, koji je smješten samo između blokova.
Stvaranje nuklearnog reaktora u Sovjetskom Savezu
U našoj zemlji, nuklearna pitanja su također dobila sve veću pozornost. Unatoč činjenici da su glavni napori znanstvenika bili usmjereni na vojnu uporabu atoma, oni su aktivno koristili rezultate dobivene u miroljubive svrhe. Prvi nuklearni reaktor pod šifrom F-1 sagradila je grupa znanstvenika pod vodstvom poznatog fizičara I. Kurchatova krajem prosinca 1946. godine. Značajan nedostatak je nedostatak bilo kojeg sustavi hlađenja stoga je energija koju su ispuštali bila krajnje beznačajna. U isto vrijeme, sovjetski su istraživači dovršili rad koji su započeli, što je rezultiralo otkrićem nakon samo osam godina prve nuklearne elektrane u gradu Obninsku.
Princip rada reaktora
Nuklearni reaktor je izuzetno složen i opasan tehnički uređaj. Njezin princip djelovanja temelji se na činjenici da se tijekom raspada urana oslobađa nekoliko neutrona koji, s druge strane, izbijaju elementarne čestice iz susjednih atoma urana. Kao rezultat ove lančane reakcije, značajna količina energije se oslobađa u obliku topline i gama zraka. Istodobno, treba imati na umu da ako se ta reakcija uopće ne kontrolira, onda fisija atoma urana u najkraćem mogućem vremenu može dovesti do snažne eksplozije s nepoželjnim posljedicama.
Nuklearni reaktorski uređaj
Kako bi se reakcija odvijala unutar strogo definiranog okvira, projektiranje nuklearnog reaktora je od najveće važnosti. Trenutno je svaka slična struktura vrsta kotla kroz koji teče rashladna tekućina. U tom se svojstvu uobičajeno koristi voda, ali postoje nuklearne elektrane koje koriste tekući grafit ili teška voda. Moderni nuklearni reaktor ne može se zamisliti bez stotina posebnih kaseta u obliku šesterokuta. U njima postoje gorivi elementi, kroz kanale od kojih teče rashladna sredstva. Ova kazeta je prekrivena posebnim slojem koji može reflektirati neutrone i time usporiti lančanu reakciju.
Nuklearni reaktor i njegova zaštita
Ima nekoliko razina zaštite. Osim samog tijela, povrh toga pokriva i posebnu izolaciju i biološku zaštitu. S inženjerskog gledišta, ovaj objekt je snažan armiranobetonski bunker, čija su vrata zatvorena što je moguće čvršće.