Grönarealisten

Eftersom jag ska skriva lite mer tekniska inlägg så vill jag ha ett inlägg att länka till som förklarar det mest fundamentala med en reaktor. En reaktor kan i princip byggas på enbart 3 komponenter, eller faktiskt på enbart 2, ifall man ser till det mest grundläggande.

1. Bränsle


Man måste givetvis ha bränsle i reaktorn. Bränslet består oftast av en mix av fertila och fissila isotoper.
En fissil isotop är en isotop som kan klyvas med termiska neutroner, dvs neutroner med så låg energi att de rör sig med samma energier som alla molekyler i omgivningen har på grund av sin värmeenergi.
En fertil isotop är en isotop som genom att fånga in en neutron kan omvandlas till en fissil isotop.

Tex så omvandlas Torium-232 till Torium-233 efter neutroninfångning, torium-233 i sin tur sönderfaller snabbt till uran-233 som är fissil. På samma sätt kan uran-238 omvandlas till fissila plutonium-239.
När reaktorn drivs så klyvs kontinuerligt de fissila isotoperna, efter ett tag så måste man byta ut bränsle när det finns för få fissila isotoper kvar. Men det kan man kompensera till viss del genom att de fertila isotoperna ständigt omvandlas. Det går till och med bygga reaktorer där reaktorn producerar mer fissila isotoper än den konsumerar.

Vanligaste bränslet i dagens reaktorer är urandioxid och uranet består då av fertila uran-238 och fissila uran-235. Två tredjedelar av energin produceras genom att klyva uran-235 och en tredjedel produceras genom att klyva plutonium-239.


2. Kylmedel


Kärnreaktionen producerar värme och det är från värmen man måste utvinna energin. Därför måste man givetvis ha ett kylmedel som cirkulerar genom reaktorn och transporterar bort värmen från reaktorhärden till någon slags turbin. Beroende på vilken sorts reaktor man vill bygga så använder man olika sorters kylmedel, det överlägset vanligaste är att använda vanligt hederligt vatten. Men man har haft reaktorer som kylts med bland annat smält natrium, smält bismuth, helium, koldioxid, smälta flouridsalter.


3. Moderator


I en moderator så sänker man neutronernas hastighet genom att låta dom kollidera med lätta atomkärnor. Det gör man eftersom sannolikheten för att en neutron ska kunna orsaka fission i en urankärna är mycket högre för långsamma neutroner än snabba neutroner(tekniskt säger man att reaktionstvärsnittet är högre för termiska neutroner). Om man sänker hastigheten på neutronerna kan man alltså bygga en reaktor som är mycket kompaktare och innehåller mindre bränsle. Man använder lätta atomkärnor eftersom de bromsar neutronerna snabbare.

Tänk dig att du kastar en boll mot en vägg, bollen studsar tillbaka till dig med ungefär samma hastighet som när du kastade iväg den. Om du däremot kastar en boll på en annan boll så kommer bollarna dela på energin och orginalbollen får sin energi ungefär halverad. Principen är densamma för neutroner. Bästa ämnet för att moderera neutroner är därmed väte eftersom vätekärnan enbart består av en proton och inget annat. Lyckligtvis så finns det gott om väte i vatten(H2O trots allt) och därför är vatten en utmärkt moderator som man använder i de flesta reaktorerna. Men man har även byggt reaktorer där neutronerna modereras med beryllium, kol eller tungt vatten(tungt vatten, D2O, innehåller två atomer av deuterium istället för 2 atomer av väte väte, deuterium består av en proton och en neutron och är därmed dubbelt så tung som väte). Ju effektivare moderatorn är ju kompaktare kan man bygga reaktorn.

Thats it! Lite torrt och basic inlägg men det förklara vilka tre grejer du behöver för att bygga en reaktor.