راکتورهای هستهای دستگاههایی هستند که در آنها شکافت هستهای کنترل شده رخ میدهد. راکتورها برای تولید انرژی الکتریکی و نیز تولید نوترونها بکار میروند. اندازه و طرح راکتور بر حسب کار آن متغیر است. فرآیند شکافت که یک نوترون بوسیله یک هسته سنگین (با جرم زیاد) جذب شده و بدنبال آن به دو هسته کوچکتر همراه با آزاد سازی انرژی و چند نوترون دیگر شکافته میشود.
اولین انرژی کنترل شده ناشی از شکافت هسته در دسامبر 1942 بدست آمد. با رهبری فرمی ساخت و راه اندازی یک پیل از آجرهای گرافیتی ، اورانیوم و سوخت اکسید اورانیوم با موفقیت به نتیجه رسید. این پیل هستهای ، در زیر میدان فوتبال دانشگاه شیکاگو ساخته شد و اولین راکتور هستهای فعال بود.
با وجود تنوع در راکتورها ، تقریبا همه آنها از اجزای یکسانی تشکیل شدهاند. این اجزا شامل سوختپوشش برای سوخت ، کند کننده نوترونهای حاصله از شکافت ، خنک کنندهای برای حمل انرژی حرارتی حاصله از فرآیند شکافت ماده کنترل کننده برای کنترل نمودن میزان شکافت می باشد.
سوخت راکتورهای هستهای باید به گونهای باشد که متحمل شکافت حاصله از نوترون بشود. پنج نوکلئید شکافت پذیر وجود دارند که در حال حاضر در راکتورها به کار میروند. 232Th ، 233U ، 235U ، 238U ، 239Pu . برخی از این نوکلیدها برای شکافت حاصله از نوترونهای حرارتی و برخی نیز برای شکافت حاصل از نوترونهای سریع میباشند. تفاوت بین سوخت یک خاصیت در دستهبندی راکتورها است.
در کنار قابلیت شکافت ، سوخت بکاررفته در راکتور هستهای باید بتواند نیازهای دیگری را نیز تامین کند. سوخت باید از نظر مکانیکی قوی ، از نظر شیمیایی پایدار و در مقابل تخریب تشعشعی مقاوم باشد، تا تحت تغییرات فیزیکی و شیمیایی محیط راکتور قرار نگیرد. هدایت حرارتی ماده باید بالا باشد بطوری که بتواند حرارت را خیلی راحت جابجا کند. همچنین امکان بدست آوردن ، ساخت راحت ، هزینه نسبتا پایین و خطرناک نبودن از نظر شیمیایی از دیگر فایدههای سوخت است.
راکتورها انواع مختلف دارند برخی از آنها در تحقیقات ، بعضی از آنها برای تولید رادیو ایزتوپهای پر انرژی برخی برای راندن کشتیها و برخی برای تولید برق بکار می روند.
دوگروه اصلی راکتورهای هسته ای بر اساس تقسیم بندی کاربرد آنها . راکتورهای قدرت و راکتورهای تحقیقاتی هستند. راکتورهای قدرت مولد برق بوده و راکتورهای تحقیقاتی برای تحقیقات هستهای پایه ، مطالعات کاربردی تجزیهای و تولید ایزوتوپها مورد استفاده قرار می گیرند.
فایل ها
