Skip to content

2013-01-18

3

Atomreaktorok a világon

Készítő: Zoli

A Földön jelenleg 400-at is meghaladó számban vannak jelen az atomreaktorok, amelyek az országok energiaigényének különböző mértékű, de általában meghatározó részét biztosítják. Többféle alkalmazási lehetőség van, az atommeghajtású ballisztikusrakéta-hordozótól kezdve az atomerőműig. Vajon mi a különbség az atomreaktor és az atomerőmű, valamint a fissziós és a fúziós reaktor között?

A témakör további tisztázásának érdekében tekintsük át a reaktorok fajtáit, működési elvét és alkalmazási lehetőségeit. Nézzük meg, hogy a Földön hol telepítették a meglévő reaktorokat. (Jobb felső kép: Nukleáris reaktor mag)

Mindezek előtt azonban itt a kérdés, hogy mi a különbség az atomreaktorok és az atomerőművek között?

Atomreaktor:

Ez az atomerőmű központi része, itt megy végbe a kontrollált láncreakció. Alkalmazása több módon, alkalmazási területen is lehetséges:

Ehhez a diavetítéshez JavaScript szükséges.

A fenti alkalmazási módok leginkább a békés felhasználás útját képviselik (kivéve a felfegyverzett atom-tengeralattjáró), a nukleáris technológiával kapcsolatba hozható legemlékezetesebb esetek, szörnyű tragédiák mégis a nem békés felhasználáshoz kötődnek, háborús időszakban. Mint már volt róla szó az előző cikkben, az első atomreaktorokat plutónium előállítására használták (mint a nukleáris fegyverek ideális alapanyaga). Ezeket a következő részben összegzem, erős szemléltetéseként a technológiában rejlő irtózatos energiáknak és lehetséges hatásoknak.

Az atommeghajtás elterjedésének legfőbb oka, hogy a technológia során kis mennyiségű és tömegű alapanyagból óriási mennyiségű energiát lehet felszabadítani. A tengeralattjáróknál a nukleáris meghajtás az 1950-es években kezdett elterjedni, szervesen kapcsolódva és fellendítve a hadászati alkalmazást.

Példaként, a meghajtás és a technika fejlődése a tengeralattjáróknál, időrendi sorrendben:

  • gőzgép vagy más vegyes tüzelésű erőgép (fegyver nélküliek)
  • a felszínen petróleum- vagy benzinmotorok hajtották, a víz alatt akkumulátorokból táplált elektromos motorok (ekkor már fegyverként torpedó)
  • zárt ciklusú gázturbinás motor, hidrogén-peroxid üzemanyaggal
  • ekkor fejlesztették ki a repülőgép-hordozó, a deszantszállító, a partvédelmi, a nyílt tengeri, a víz alatti cirkáló és a szállító típusú tengeralattjárókat
  • válaszként a tengeralattjáró elleni harcban megjelentek: radarszonárrakétafegyverek, reaktívvízibombák
  • Archer_class_ddgtovábbi fejlesztés a tengeralattjárón kialakított gépágyú és torpedó rendszer
  • dízel-elektromos tengeralattjáró-flották
  • 1954-től nukleáris meghajtás (típusok: vadász-tengeralattjáró, hadászati ballisztikusrakéta-hordozó tengeralattjáró, hadászati robotrepülőgép-hordozó tengeralattjáró, egyéb különleges tengeralattjárók)

Működési elv

A reaktorban végbemenő alapvető folyamatok szerint kétféle csoportosítás lehetséges:

Fissziós reaktorok és fúziós reaktorok

1. Fissziós reaktorok

n1001Jelenleg az összes, a világon üzemelő atomreaktor fissziós elven működik:
Vagyis, a reaktorban a maghasadást használják energiaforrásként. A jelenség (hasadóanyagok felezési ideje) a természetben is végbemegy, a reaktorban azonban e folyamatot felgyorsítva óriási hőtermelődést tudnak elérni, így (pl. gőzturbinákkal) elektromos áramot tudnak előállítani.

A maghasadás során egy nehéz kémiai elem (általában urán, plutónium vagy tórium) két kisebbre hasad. A jelenség természetes úton (a természetben is) végbemegy a radioaktív elemeknél, ezt nevezzük természetes radioaktivitásnak (időhossza a felezési idő).

Az atommagot lehet mesterségesen is hasítani, például neutronbefogással. A hasadás közben energia szabadul fel a reakciótermékek mozgási energiájaként, és gamma-sugárzásként.

A folyamat során több neutron szabadul fel, mint amennyi elhasználódik, így az egész folyamat önfenntartó lesz. Ezt nevezik láncreakciónak.

Típusai szerint megkülönböztethetünk termikus reaktorokat és tenyésztőreaktorokat.

  • Termikus reaktorok: moderátort használnak a láncreakció fenntartásához (fajták: könnyűvizes (Paks: ezen belül nyomottvizes), nehézvizes, grafit)
  • Tenyésztőreaktorok: itt nincs szükség moderátorra, a rendszer magának megtermeli az üzemanyagot a láncreakció fenntartásához

2. Fúziós reaktorok

JETEzen reaktorok nem a maghasadást, hanem a mag-egyesülést (magfúzió) használják energiaforrásként. Bár fúzióval működő atomerőmű még nem létezik, ideális mértékben terhelné a környezetét (minimális radioaktív hulladék, szinte kifogyhatatlan kiindulási anyagok), ha sikerülne megoldani a felmerülő tudományos és technikai problémákat. A ma létező legjelentősebb kísérleti berendezés az angliai JET (jobb oldali képen), és 2007 óta Franciaországban építés alatt áll az ITER, mely a várakozások szerint pozitív energiamérleggel fog bírni (azaz több energia keletkezik benne a fúziós reakciók révén, mint amennyit a plazma felfűtése és üzemben tartása igényel). (Reményeim szerint a közeljövőben egy ebben a témában kutatásokat végző vendégíró cikkével is jelentkezhetek majd.)

A világ atomerőművei

nuclear world map

Az atomreaktorok közel fele Európában lett telepítve:

atomeromuvek_tablazat

A forrásban szemléltetett számok azóta valószínűleg némileg (elenyésző mértékben) változtak – az utóbbi években előforduló tragédiákból kifolyólag kialakult ellenállásnak köszönhetően egyes országokban leállítások történtek (és lesznek), míg máshol további fejlesztések vannak tervbe véve.

Advertisements
3 hozzászólás Post a comment
  1. Fizikus János
    aug 18 2013

    Jó, hogy a témában ilyen sokrétű cikk született.
    További gondolatébresztő cikkeket ajánlok az atomenergiainfo (http://atomenergiainfo.hu/) oldalon.
    Üdvözlettel

    Válasz
    • Zoli
      aug 19 2013

      Kedves Hozzászóló! Köszönöm, és köszönjük az információt is! A honlapot böngészve látom, hogy továbbra is nagy tervek vannak a biztonságos nukleáris technológia fejlesztésére, terjesztésére vonatkozóan.
      Egyúttal nagyon érdekelne, hogy mi a véleményed a cikkben is említett, jelenleg még futurisztikusnak ható fúziós technológiáról? Szerinted milyen reményeket fűzhetünk hozzá?

      Válasz
  2. Fizikus János
    nov 5 2014

Van véleményed? Itt oszthatod meg velünk:

Adatok megadása vagy bejelentkezés valamelyik ikonnal:

WordPress.com Logo

Hozzászólhat a WordPress.com felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Twitter kép

Hozzászólhat a Twitter felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Facebook kép

Hozzászólhat a Facebook felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Google+ kép

Hozzászólhat a Google+ felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Kapcsolódás: %s

Note: HTML is allowed. Your email address will never be published.

Subscribe to comments

%d blogger ezt kedveli: