12 svar
78 visningar
lovisla03 244
Postad: 12 jun 2018

Hur fungerar en reaktor?

Jag har svårt att förstå hur en reaktor fungerar. Det enda jag förstår är att den har kedjereaktion. 

Kan någon förklara, vore snällt. :)

Handlar det om reaktorn i ett kärnkraftverk?

lovisla03 244
Postad: 12 jun 2018
Smaragdalena skrev:

Handlar det om reaktorn i ett kärnkraftverk?

 Ja

Har du letat på det allra mest uppenbara stället?

lovisla03 244
Postad: 12 jun 2018
Smaragdalena skrev:

Har du letat på det allra mest uppenbara stället?

 hur bombarderar de atomerna med neutroner?

neutronkällor

Taylor 356
Postad: 12 jun 2018 Redigerad: 12 jun 2018

> Hur fungerar en reaktor kärnreaktor?

> Det enda jag förstår är att den har möjliggör och utnyttjar kedjereaktion

> hur bombarderar de atomerna atomkärnorna med neutroner?

 

Kedjereaktionens främsta kännetecken är att det produceras mer neutroner än det behövs för att hälla reaktionen igång, således behövs det inte absolut några externa neutronkällor för att hälla reaktionen igång.

lovisla03 244
Postad: 12 jun 2018
Taylor skrev:

> Hur fungerar en reaktor kärnreaktor?

> Det enda jag förstår är att den har möjliggör och utnyttjar kedjereaktion

> hur bombarderar de atomerna atomkärnorna med neutroner?

 

Kedjereaktionens främsta kännetecken är att det produceras mer neutroner än det behövs för att hälla reaktionen igång, således behövs det inga externa neutronkällor.

 okej, det står väll att de startas via en neutronkälla. Men hur skapas en neutronkälla?

Taylor 356
Postad: 12 jun 2018 Redigerad: 12 jun 2018

Det sägs att en kedjereaktion även "kan" starta av sig själv pga spontanfission men neutronkällor används ändå:

https://en.wikipedia.org/wiki/Startup_neutron_source

Det går att starta och bedriva en reaktor utan en extern neutronkälla men i praktiken används neutronkällor för förutsägbarhets och säkerhets skull!

Det har faktiskt funnits naturliga kärnreaktorer i Afrika för ungefär 2 miljarder år sedan.

Taylor 356
Postad: 12 jun 2018 Redigerad: 12 jun 2018

> Det har faktiskt funnits naturliga kärnreaktorer i Afrika

> https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_nuclear_fission_reactor

även: https://sv.wikipedia.org/wiki/Oklo

SeriousCephalopod Online 668
Postad: 12 jun 2018 Redigerad: 12 jun 2018

Det som jag ofta tycker saknas i beskrivningar av kärnreaktorer är en helhetsbild av hur deras olika delar hänger ihop och att man bör börja med en helhesbild för att därefter grotta ner sig i delarnas detaljer.

Här är en principskiss över en kärnreaktors delar och deras principiella roller. Det är en förenkling men i mina ögon en bra utgångspunkt.

Den centrala delen i en reaktor är kärnbränslet. Bränslet utgörs i praktiken antingen av plutonium eller uran och har egenskapen att om det bombarderas av neutroner som träffar dess kärnor så klyvs kärnorna och nya neutroner avges tillsammans med värme.. Neutroner som är snabba har dock hög sannolikhet att passera genom  bränslet utan att klyva det eller absorberas utan att klyva kärnan varför man vill bromsa ner neutronerna i reaktorn. Moderatorn, i praktiken oftast vatten, har som roll att bromsa in snabba neutroner så att de enklare absorberas. Tillsammans med bränslet bildar moderatorn en cykel där bränslet vid klyvning avger snabba neutroner som bromsas in av moderatorn och som sedan rör sig tillbaka in i bränslet, klyver det, vilket bildar nya snabba neutroner osv i en kedjereaktion. För att starta kedjereaktionen behöver man dock en neutronkälla då vare sig moderator eller bränsle avger neutroner sponant. Neutronkällan, i praktiken en plutonium-berylliumblandning, avger spontant neutroner som kan skjutas in i bränslet och initiera kedjereaktionen men kan i praktiken avlägsnas från reaktorn efter att kedjereaktionen startat. Endast en moderator-bränsle-cykel är dock farlig då kedjereaktionen kan accellerera genom att fler och fler neutroner avges från bränslet allterfersom fler neutroner leds tillbaka in i det varför en säker reaktor också måste involvera en absorbator. Absorbatorn, vilket kan vara silver och andra tungmetaller, har som roll att absorbera en del av neutronerna från bränsle och moderator vid behov utan att självt avge några neutroner självt. Dessa ligger i kontrollstavarna och kan föras ner mellan bränslestavarna och "döda reaktorn" om man behöver minska effekten.

Notera att man kan designa reaktorer som opererar något annorlunda men denna modell utgör en för mig bra grund för vilka aspekter man måste ta hänsyn till i en energireaktor. Ett kärnvapen av klassisk design utgörs exempelvis endast av en neutronkälla och kärnbränsle där kärnbränslet är så pass koncentrerat att det även kan absorbera snabba neutroner. I en briderreaktor där man omvandlar uran till plutonium tar man även bort moderatorn vartefter energieffekten på reaktorn blir lägre men det bildas vapenvärt plutonium istället. 

lovisla03 244
Postad: 12 jun 2018
SeriousCephalopod skrev:

Det som jag ofta tycker saknas i beskrivningar av kärnreaktorer är en helhetsbild av hur deras olika delar hänger ihop och att man bör börja med en helhesbild för att därefter grotta ner sig i delarnas detaljer.

Här är en principskiss över en kärnreaktors delar och deras principiella roller. Det är en förenkling men i mina ögon en bra utgångspunkt.

Den centrala delen i en reaktor är kärnbränslet. Bränslet utgörs i praktiken antingen av plutonium eller uran och har egenskapen att om det bombarderas av neutroner som träffar dess kärnor så klyvs kärnorna och nya neutroner avges tillsammans med värme.. Neutroner som är snabba har dock hög sannolikhet att passera genom  bränslet utan att klyva det eller absorberas utan att klyva kärnan varför man vill bromsa ner neutronerna i reaktorn. Moderatorn, i praktiken oftast vatten, har som roll att bromsa in snabba neutroner så att de enklare absorberas. Tillsammans med bränslet bildar moderatorn en cykel där bränslet vid klyvning avger snabba neutroner som bromsas in av moderatorn och som sedan rör sig tillbaka in i bränslet, klyver det, vilket bildar nya snabba neutroner osv i en kedjereaktion. För att starta kedjereaktionen behöver man dock en neutronkälla då vare sig moderator eller bränsle avger neutroner sponant. Neutronkällan, i praktiken en plutonium-berylliumblandning, avger spontant neutroner som kan skjutas in i bränslet och initiera kedjereaktionen men kan i praktiken avlägsnas från reaktorn efter att kedjereaktionen startat. Endast en moderator-bränsle-cykel är dock farlig då kedjereaktionen kan accellerera genom att fler och fler neutroner avges från bränslet allterfersom fler neutroner leds tillbaka in i det varför en säker reaktor också måste involvera en absorbator. Absorbatorn, vilket kan vara silver och andra tungmetaller, har som roll att absorbera en del av neutronerna från bränsle och moderator vid behov utan att självt avge några neutroner självt. Dessa ligger i kontrollstavarna och kan föras ner mellan bränslestavarna och "döda reaktorn" om man behöver minska effekten.

Notera att man kan designa reaktorer som opererar något annorlunda men denna modell utgör en för mig bra grund för vilka aspekter man måste ta hänsyn till i en energireaktor. Ett kärnvapen av klassisk design utgörs exempelvis endast av en neutronkälla och kärnbränsle där kärnbränslet är så pass koncentrerat att det även kan absorbera snabba neutroner. I en briderreaktor där man omvandlar uran till plutonium tar man även bort moderatorn vartefter energieffekten på reaktorn blir lägre men det bildas vapenvärt plutonium istället. 

 Tack! :) ska läsa igenom det några gånger!

Svara Avbryt
Close