V blocích jaderné elektrárny Dukovany a Temelín probíhá štěpná reakce atomového jádra. Objeviteli této štěpné reakce jsou němečtí chemici Otto Hahn a Fritz Strassmann, kteří svůj nález zveřejnili 6. ledna roku 1939. V následujících letech se zrodily první jaderné elektrárny a atomové bomby. Znamenalo to významný krok pro fyziku.
Žádná jaderná elektrárna by nemohla fungovat bez štěpné reakce a jaderného reaktoru, v němž dochází k tomuto štěpení. Štěpná reakce je založena na vzájemném působení jádra s neutronem. Neutron je jednou ze základních stavebních částic atomového jádra a nenese elektrický náboj, čímž nemusí překonat bariéru v podobě elektrických sil.
Neutron pronikne do jádra uranu a jádro tento chemický prvek absorbuje i s jeho energií. Touto štěpnou reakcí se jádro postupně deformuje, rozkmitá se a rozdělí se na dva odštěpky, které se od sebe vysokou rychlostí rozletí. Kinetická energie způsobí srážku s dalšími atomy a jejich pohybová energie se změní na tepelnou energii.
Při rozštěpení jádra se rovněž uvolní dva až tři rychlé neutrony. Jejich rychlost se musí zpomalit srážkami s moderátorem, například vodou. Zároveň se musí regulovat jejich počet kyselinou boritou, aby nedošlo k neřízené řetězové štěpné reakci.
Z jaderného štěpení dostáváme znatelně více energie než klasickou výrobou energie. Konkrétně lze získat až desetinu procenta klidové energie štěpeného jádra. Vědci se pokouší o jadernou fúzi (opak technologie štěpení), pomocí které by mohli získat z klidové energie slučovaných částic až jedno procento energie.
Podkritický stav nastává v okamžiku, kdy jsou neutrony absorbovány látkou. Zamezí se tím řetězové reakci a dalšímu štěpení atomových jader. V praxi k tomuto stavu dochází, když se snižuje výkon reaktorů při plánované odstávce. Probíhá to tak, že se do aktivní zóny reaktoru zasunou regulační a havarijní tyče.
Kritický stav odpovídá běžnému provozu jaderného reaktoru při stálém výkonu a znamená to, že je výkon ustálený. Z uvolněných dvou až tří neutronů pouze jeden vyvolá štěpnou reakci a zbylé neutrony absorbuje moderátor.
Nadkritický stav může vzniknout úmyslně při zvyšování výkonu reaktoru nebo neúmyslně. Počet neutronů stoupá a dochází k nárůstu počtu štěpných reakcí. Při neřízené štěpné reakci může dojít k přehřátí aktivní zóny, jejímu roztavení a následně k jaderné katastrofě.
Superkritický stav není způsoben řízeným procesem, ale nekontrolovanou štěpnou reakcí. Uvolněné neutrony se nechají reagovat a celá štěpná reakce končí výbuchem, čehož se využívá u atomových bomb. V jaderné elektrárně nemůže tato situace při dodržení všech bezpečnostních pravidel nastat.
© 2024 Jaderné-Elektrárny.cz, všechna práva vyhrazena.
Toto jsou neoficiální informační stránky o Jaderných elektrárnách v České republice.
Provozovatelem těchto stránek není společnost ČEZ.
Články zveřejněné na tomto webu čerpají z veřejně dostupných zdrojů a mohou obsahovat nepřesné nebo neaktuální informace.