Kernen i "CROCUS", en mindre kernereaktor til forskning ved
EPFL
i
Lausanne
i
Schweiz
.
En
kernereaktor
(i daglig tale ogsa
atomreaktor
) er stedet, hvor der udvindes
energi
ved spaltning eller sammensmeltning af
atomkerner
.
Ved temperaturer mere end ca. 1 million grader C kan man
fusionere
visse grundstofisotoper. En fusion man har prøvet er
deuterium
fusioneret med
tritium
. Indtil 2011 har man ikke haft kommercielt kørende fusionsreaktorer ? kun forsøgs fusionsreaktorer.
Ved en
neutroninduceret
kædereaktion
spaltes (
fissioneres
) atomkernerne i
brændslet
til mindre kerner under frigivelse af stor energi.
Kernebrændslet udgøres i mange reaktorer af
stave
af
beriget uran
, dvs. uran med en forhøjet andel af isotopen
U-235
. For at holde U-235-kædereaktionerne i gang kræves en
neutron-moderator
, dvs. et materiale, som kan nedbremse de hurtige neutroner, som frisættes ved kernespaltningerne, til langsomme neutroner, der kan inducere fission af nye U-235-kerner.
For at kunne styre kædereaktionshastigheden suppleres
brændselsstavene
med kontrolstave, som indeholder et neutronabsorberende materiale.
Fissionsreaktorer danner udgangspunkt for konventionel
kernekraft
. Pa verdensplan (2006) findes der 440 fungerende fissionskernereaktorer, og 27 er under opbygning.
Efter konstruktionsmade skelner man mellem forskellige typer af kernereaktorer.
Animeret Diagram af
Boiling Water Reactor
Letvandsreaktorer benytter sædvanligt
vand
som kølemiddel. I letvandsreaktorer af typen BWR (Boiling Water Reactor) fordampes vand ved kontakt med brændselsstavene og ledes derefter videre til en
turbine
. I letvandsreaktorer af typen PWR (Pressurized Water Reactor) er trykket sa højt, at vandet ikke kommer i kog. Det afgiver i stedet sin energi i en
varmeveksler
, som udvikler damp, der driver en turbine i et selvstændigt kredsløb.
Tungtvandsreaktorer benytter ligeledes vand som kølemiddel. I tungt vand er de to
hydrogenatomer
i et sædvanligt vandmolekyle (H
2
O) erstattet af to
deuteriumatomer
(D
2
O). Fordelen herved er, at der ikke indfanges neutroner i tungt vand. Som konsekvens heraf kan man anvende naturligt uran som kernebrændsel.
Formeringsreaktorer producerer mere brændsel, end de forbruger. Typisk udnyttes indfangning af hurtige neutroner i U-238. Den neutronaktiverede U-239 henfalder via
neptunium
-isotopen Np-239 til
plutonium
-isotopen Pu-239. Sidstnævnte høstes og anvendes i en sekundær reaktor. Formeringsreaktorer kan ikke køles med vand, som nedbremser neutroner. I stedet benyttes typisk (flydende)
natrium
.
 | Spire
|