Nuklearenergieplanzen zerwéieren d'Energie déi duerch Spuede verëffentlecht ginn an huet se benotzt fir Generateuren z'entwéckelen, déi Elektrizitéit produzéieren. Obwuel d'Nuklearmuecht dréit nëmmen 20 Prozent vun de Stroum, deen an den USA generéiert gëtt, trëfft d'Nuklearenergie vun der Natioun den héchste vun engem anere Land - 101 Gigawatt am Joer 2010.
Gemeinsamen Komponenten vun der Nuklearenergie
Nuklear Reaktoren hunn dës Komponenten gemeinsam:
Fuel - Uranium, eng radioaktiv, schwéiereg Metallerz, ass den hämmerst Brennstoff fir Atomreaktoren. No der Erhuelungsprozedur ass Uran zu engem konzentréiert Brennstoff.
En kommerziellen nuklearen Reaktor erfuerdert Tausende vu Pounds ofgerecht Uranium Brennstoff fir ze operéieren. Zivilen Atomkraaftwierker an den USA kafen ongeféier 50 Milliounen Pounds vun Uranium (U3O8 gläichzäiteg) Brennstoff jäerlech, déi meescht Majoritéit aus auslännesche Länner kënnt.
Uranium gëtt an de Standorte weltwäit behandelt, virun allem an Kazakhstan, Kanada, Australien a Afrika. D'Vereenegt Staaten gehéieren zu den Top 10 Produzenten vun Uran.
Kontrollstécker - Aus engem neutronen absorbierende Material wéi Cadmium, Hnnium oder Bor, goufen Kontrollstämm agepaakt oder aus dem Kär erausgezunn, fir d'Reaktiounsgeschwindegkeet ze kontrolléieren oder ze stoppen, wann et néideg ass.
Moderator - Material am Reaktor-Kär, deen d'Neutronen aus der Spaltung freet, sou datt se méi Spaltung verursaachen.
De Moderator ass normalerweis allgemeng (Liicht-) Waasser, awer kann et schwéier Waasser sinn (D20) oder Graphit.
Coolant - Flësseg oder Gas, deen duerch den Kär zirkuléiert, fir d'Wär et dovun ze transferéieren. An liicht Liichtreaktoren fänkt de Waassermoderator och als primärer Kälwéierfonctioun.
Containement - Nuklear Reaktoren ginn an héich verstäerkt Betonstrukturen ëmgedeckt, fir d'Radioaktivitéit vun der Äerdatmosphär ze verhënneren.
Basis Prozess vun der Nuklearenergie
D'Nuklearphysik ass ganz technesch, awer de grénge Prozess fir Elektrizitéit mat Atomkraft produzéieren ass wéi folgend:
De Reaktor Kär produzéiert Hëtzt an Radioaktivitéit an engem Prozess deen als Spaltung bezeechent gëtt, allgemeng als Atomspaltung bekannt. Bannen am Reaktor Kär ass Uran Nukleare Brennstoff. Well d'Nukleare vum Uranium opgedeelt hunn, veröffentlechen se Neutronen. Wann déi Neutronen an aner Uraniumatome getroffen hunn, goufen dës Nucleäiten och geteelt, andeems se hiren Neutronen opléisen, aner Atomer ze gräifen, méi Spaltung. Dës kontinuéierlech Atompackung ass eng Kettenreaktioun.
D'Hëtzt vu kontrolléiertem Spannungsreaktioun gëtt benotzt fir Damp aus Waasser ze produzéieren, entweder direkt am Kachen Waasser Reaktor (BWR), oder indirekt wéi am Drénkwasserreaktor (PWR), deen e Dampmaserator enthält.
De Damp mécht eng Turbine déi en Generator iwwerdréit.
De Generator produzéiert Stroum, déi op d'Kraaft geleescht gëtt.
Nuklearreaktor Typen
Weltweit ginn verschidden Zorte Atomkraaftwierker benotzt. Allerdéngs sinn déi heefegsten Typen ënnerierdesche Waasserreaktoren (PWR) a Kachen Waasser Reaktoren (BWR), déi als Liichtwasserreaktoren klasséiert sinn. An den USA, PWR an BWR sinn déi eenzeg zwou Typen vu kommerziellen Kernkraftwierk am Betrib.
- Dëse Reaktor vu Waasser (BWR) - An dëser Reaktiounsart entstinn Spannung déi Hëtzt, déi Waasser am Reaktor-Kär erfaasst. D'Steam aus dem kachen Waasser ass eng Turbine déi e Generator fir Elektrizitéit produzéiert. D'Reaktoren am Nordoste vun Japan an der Fukushima Naiishi, déi am Äerdbiewen an Tsunami am März 2011 beschiedegt ginn, sinn BWRs.
- Pressuriséierter Waasserreaktor (PWR) - Dësen Typ vun Reaktor ass am meeschte verbreet fir Energie produzéieren. Et benotzt Waasser wéi Kälwiller a Moderator, e Agent, deen d'Geschwindegkeet vun der Spannung kontrolléiert. Am zoukéiertem primäre Kühlstoffsystem gëtt d'Waasser, déi duerch thermesch Energie duerch Spuede verwäert gëtt, wann se duerch den Kär passéiert, ënner engem héichen Drock gehuewen gëtt an doduerch net erwiermt. D'Steam gëtt an enger sekondärer Kéiwschlaach produzéiert a gëtt benotzt fir eng Turbine z'entwéckelen, déi en elektresche Generator anert.
- CANDU a schwéiere Waasser moderéiert Reaktoren - Dës Entworfn benotzen Schwéierwasser als Moderator. Déi schwaarteg Waasser - mat Deuterium ersetzen déi zwee Waasserstoff - als Moderator ze verduebelt Neutronen am Spektratiounsprozess a erméiglecht d'Ursu fir d'Uranium, anstatt enrichte Uran als Brennstoff.
- Kieselbett-modulare Reaktor - Ee High-Temperature Reaktor, deen Helium-Kälberan an Brennstoffer benotzt an an der Kugel vu Grafit a Siliziumkarbid ëmsetzt, fir Spannungsprodukt Enthaung a Widderstand géint Meltdown ze garantéieren.