Transcript Kontrolowane i niekontrolowane reakcje jądrowe.
Slide 1
Kontrolowane i niekontrolowane
reakcje jądrowe.
Slide 2
Reakcja rozszczepienia i reakcja syntezy.
Slide 3
Slide 4
Masa krytyczna
• uran-235 -> rozszczepienie -> emisja neutronów.
W momencie gdy w pobliżu nie ma już więcej atomów, neutrony
rozchodzą się w przestrzeni jako promieniowanie neutronowe.
Jednak kiedy atom u-235 jest częścią większej masy, wtedy wolne
neutrony zderzają się z następnymi atomami uranu powodując ich
dalszy rozpad. Jest to reakcja łańcuchowa.
• Masa krytyczna: Jeśli, średnio jeden z trzech neutronów z każdego
rozszczepionego atomu zderzy się następnym i spowoduje jego
rozpad, wtedy masa uranu uznawana jest za krytyczną.
Temperatura masy pozostanie stała.
• Masa podkrytyczna: Jeśli, średnio mniej niż jeden atom z trzech
zderza się z kolejnym atomem u-235, masa jest podkrytyczna. W
takich warunkach wymuszone rozszczepienie zakończy się
stopniowo, wygaszając dalsze reakcje.
• Masa nadkrytyczna: Jeśli, średnio więcej niż jeden neutron
powoduje rozpad kolejnego atomu u-235 to masa uznawana jest za
nadkrytyczną. W tej sytuacji reaktor rozgrzewa się.
Slide 5
Kontrolowana reakcja jądrowa.
• W reaktorze nuklearnym tempo reakcji jest
kontrolowane (w przeciwieństwie do bomby
atomowej). Masa uranu jest lekko nadkrytyczna
by operatorzy mogli sterować temperaturą
rdzenia.
• Dla uranu masa krytyczna wynosi ok. 1 kg i jest
do uzyskania po uformowaniu z uranu kuli. Jest to
optymalny kształt, gdyż najwięcej neutronów
udaje się wtedy wykorzystać.
Slide 6
Reaktor jądrowy –
reakcje kontrolowane
Reaktor typu: Boiling Water Reactor
Slide 7
Kilka faktów.
• Pierwszy reaktor (uranowo-grafitowy) CP-1 zbudowano w Chicago.
Pierwsza kontrolowana reakcja łańcuchowa została w nim
zapoczątkowana 2 grudnia 1942.
• 26 kwietnia 1986 – Katastrofa w Czarnobylu
• 12 marca 2011 – Katastrofa elektrowni jądrowej Fukushima I
• Na świecie pracuje 440 reaktorów jądrowych generujących energię
elektryczną.
• W 2004 roku 266 reaktorów to reaktory wodne ciśnieniowe (PWR i
WWER) mogące wytworzyć 239,6 GW. 22 reaktory jądrowe były w
budowie, z czego 12 to PWR i WWER.
• Polskie reaktory: Ewa, Maria.
• W Kartoszynie nad Jeziorem Żarnowieckim budowano Elektrownię
Jądrową Żarnowiec, lecz w 1990 budowa została przerwana.
Slide 8
EWA
I-szy w Polsce badawczy reaktor jądrowy,
znajdujący się w dawnym Instytucie Badań
Jądrowych (obecnie w Zakładzie
Unieszkodliwiania Odpadów
Promieniotwórczych Narodowego Centrum
Badań Jądrowych) w Otwocku-Świerku.
Nazwa reaktora była akronimem od wyrazów:
eksperymentalny, wodny, atomowy.
Slide 9
EWA
• Budowa - wiosna 1956r. Gotowa konstrukcja uruchomienie i przekazanie do eksploatacji -14 czerwca
1958r. Podobne reaktory powstały w tym czasie także w
instytutach w Leningradzie, Obnińsku, Ałma-Acie,
Taszkencie i Budapeszcie.
• 24 lutego 1995 roku reaktor wyłączono, ze względu na
zużycie poszczególnych elementów i materiałów. Proces
likwidacji rozpoczęto w roku 1997. Do 2002 roku usunięto
paliwo jądrowe i substancje wysokoaktywne oraz
zdemontowano reaktor.
• Wizerunek reaktora został umieszczony na odwrotnej
stronie banknotu 20 000 zł (PLZ). Na stronie przedniej
zamieszczono wizerunek Marii Skłodowskiej-Curie.
Slide 10
Ewa
Slide 11
Maria
obecnie jedyny działający polski reaktor
jądrowy wysokiej mocy (pierwszy polskiej
produkcji) o mocy cieplnej 30 MW. Reaktor
nosi imię Marii Skłodowskiej-Curie. Jego
budowę rozpoczęto w czerwcu 1970 r., a
uruchomiony został w grudniu 1974 w
Instytucie Badań Jądrowych .
Slide 12
Maria
Reaktor doświadczalno-produkcyjny.
•
•
•
•
•
Do głównych zadań reaktora należą:
wytwarzanie izotopów promieniotwórczych,
wykorzystywanych w medycynie, eksportowanych m.in. do
USA (Maria jest jednym z siedmiu reaktorów na świecie, w
których produkuje się tego typu izotopy)
modyfikacja materiałów poprzez napromieniowywanie
badania na wiązkach neutronów
badania radiochemiczne z użyciem wypalonych prętów
paliwowych
terapia neutronowa
Slide 13
Maria
http://toolserver.org/~kolossos/openlayers/kml-onol.php?lang=pl&layers=00B0FTTF&uselang=pl¶ms=52_7_22_N_21_20_38_E_scale:10
000 – położenie geograficzne obu reaktorów.
Slide 14
Wnętrze reaktora Maria
Slide 15
Bomba jądrowa –
reakcje niekontrolowane.
http://www.youtube.com/watch?v=q91WeaKTmSk - ok. 10 minutowy film.
Slide 16
Koniec.
Pytania????
Kontrolowane i niekontrolowane
reakcje jądrowe.
Slide 2
Reakcja rozszczepienia i reakcja syntezy.
Slide 3
Slide 4
Masa krytyczna
• uran-235 -> rozszczepienie -> emisja neutronów.
W momencie gdy w pobliżu nie ma już więcej atomów, neutrony
rozchodzą się w przestrzeni jako promieniowanie neutronowe.
Jednak kiedy atom u-235 jest częścią większej masy, wtedy wolne
neutrony zderzają się z następnymi atomami uranu powodując ich
dalszy rozpad. Jest to reakcja łańcuchowa.
• Masa krytyczna: Jeśli, średnio jeden z trzech neutronów z każdego
rozszczepionego atomu zderzy się następnym i spowoduje jego
rozpad, wtedy masa uranu uznawana jest za krytyczną.
Temperatura masy pozostanie stała.
• Masa podkrytyczna: Jeśli, średnio mniej niż jeden atom z trzech
zderza się z kolejnym atomem u-235, masa jest podkrytyczna. W
takich warunkach wymuszone rozszczepienie zakończy się
stopniowo, wygaszając dalsze reakcje.
• Masa nadkrytyczna: Jeśli, średnio więcej niż jeden neutron
powoduje rozpad kolejnego atomu u-235 to masa uznawana jest za
nadkrytyczną. W tej sytuacji reaktor rozgrzewa się.
Slide 5
Kontrolowana reakcja jądrowa.
• W reaktorze nuklearnym tempo reakcji jest
kontrolowane (w przeciwieństwie do bomby
atomowej). Masa uranu jest lekko nadkrytyczna
by operatorzy mogli sterować temperaturą
rdzenia.
• Dla uranu masa krytyczna wynosi ok. 1 kg i jest
do uzyskania po uformowaniu z uranu kuli. Jest to
optymalny kształt, gdyż najwięcej neutronów
udaje się wtedy wykorzystać.
Slide 6
Reaktor jądrowy –
reakcje kontrolowane
Reaktor typu: Boiling Water Reactor
Slide 7
Kilka faktów.
• Pierwszy reaktor (uranowo-grafitowy) CP-1 zbudowano w Chicago.
Pierwsza kontrolowana reakcja łańcuchowa została w nim
zapoczątkowana 2 grudnia 1942.
• 26 kwietnia 1986 – Katastrofa w Czarnobylu
• 12 marca 2011 – Katastrofa elektrowni jądrowej Fukushima I
• Na świecie pracuje 440 reaktorów jądrowych generujących energię
elektryczną.
• W 2004 roku 266 reaktorów to reaktory wodne ciśnieniowe (PWR i
WWER) mogące wytworzyć 239,6 GW. 22 reaktory jądrowe były w
budowie, z czego 12 to PWR i WWER.
• Polskie reaktory: Ewa, Maria.
• W Kartoszynie nad Jeziorem Żarnowieckim budowano Elektrownię
Jądrową Żarnowiec, lecz w 1990 budowa została przerwana.
Slide 8
EWA
I-szy w Polsce badawczy reaktor jądrowy,
znajdujący się w dawnym Instytucie Badań
Jądrowych (obecnie w Zakładzie
Unieszkodliwiania Odpadów
Promieniotwórczych Narodowego Centrum
Badań Jądrowych) w Otwocku-Świerku.
Nazwa reaktora była akronimem od wyrazów:
eksperymentalny, wodny, atomowy.
Slide 9
EWA
• Budowa - wiosna 1956r. Gotowa konstrukcja uruchomienie i przekazanie do eksploatacji -14 czerwca
1958r. Podobne reaktory powstały w tym czasie także w
instytutach w Leningradzie, Obnińsku, Ałma-Acie,
Taszkencie i Budapeszcie.
• 24 lutego 1995 roku reaktor wyłączono, ze względu na
zużycie poszczególnych elementów i materiałów. Proces
likwidacji rozpoczęto w roku 1997. Do 2002 roku usunięto
paliwo jądrowe i substancje wysokoaktywne oraz
zdemontowano reaktor.
• Wizerunek reaktora został umieszczony na odwrotnej
stronie banknotu 20 000 zł (PLZ). Na stronie przedniej
zamieszczono wizerunek Marii Skłodowskiej-Curie.
Slide 10
Ewa
Slide 11
Maria
obecnie jedyny działający polski reaktor
jądrowy wysokiej mocy (pierwszy polskiej
produkcji) o mocy cieplnej 30 MW. Reaktor
nosi imię Marii Skłodowskiej-Curie. Jego
budowę rozpoczęto w czerwcu 1970 r., a
uruchomiony został w grudniu 1974 w
Instytucie Badań Jądrowych .
Slide 12
Maria
Reaktor doświadczalno-produkcyjny.
•
•
•
•
•
Do głównych zadań reaktora należą:
wytwarzanie izotopów promieniotwórczych,
wykorzystywanych w medycynie, eksportowanych m.in. do
USA (Maria jest jednym z siedmiu reaktorów na świecie, w
których produkuje się tego typu izotopy)
modyfikacja materiałów poprzez napromieniowywanie
badania na wiązkach neutronów
badania radiochemiczne z użyciem wypalonych prętów
paliwowych
terapia neutronowa
Slide 13
Maria
http://toolserver.org/~kolossos/openlayers/kml-onol.php?lang=pl&layers=00B0FTTF&uselang=pl¶ms=52_7_22_N_21_20_38_E_scale:10
000 – położenie geograficzne obu reaktorów.
Slide 14
Wnętrze reaktora Maria
Slide 15
Bomba jądrowa –
reakcje niekontrolowane.
http://www.youtube.com/watch?v=q91WeaKTmSk - ok. 10 minutowy film.
Slide 16
Koniec.
Pytania????