K čemu je dobrá měď jako moderátor v jaderných elektrárnách?
Odpovědi
Diskuze
Moderátor v reaktoru moderuje neutrony - v tomto případě se jedná o zpomalování. Zpomalený neutron s mnohem vyšší pravděpodobností rozštěpí další jádro uranu a wo to gou.
Moderátor v reaktoru v žádném případě nemoderuje nějaké přebytečné teplo :-(
P.S.: Nejsi ty náhodou už zase mrouba?
Rychlé reaktory n nemoderují (nezpomalují), nepotřebují tedy žádný moderátor. Jenže nevýhodou je vražedné prostředí s vysoce energetickými n, což dělá problémy konstrukčním materiálům, potřebují exotická chladiva (Pb, Na) a hlavně potřebují dost obohacovat palivo, neboť rychlé elektrony, pokud se jen mihnou v blízkosti jádra paliva, nestačí vyvolat (řetězové) štěpení. Pravděpodobnost štěpení je nízká, je potřeba hodně štěpného materiálu, aby se nějaký neutron uchytil. Tedy velké množství, nebo vysoce obohacené palivo. Výhodou je možnost vytvoření množivých reaktorů, vyrábějící palivo i z neštěpných izotopů (pohlcováním neutronů), které strčíme do reaktoru. Průmyslový provoz rychlých reaktorů v současnosti zvládají jen Rusové.
Reaktory s moderátory představují prakticky všechny elektrárenské reaktory a použitý moderátor silně ovlivňuje vlastnosti rektoru. Třeba naše lehká voda (tedy vodíkové ionty) výtečně moderuje (malá hmotnost H), ale zároveň zčásti i pohlcuje neutrony. Proto takové reaktory zpravidla používají mírně obohacený uran (větší podíl U235). Obyčejná (lehká) voda je sice levná, ale má i nízký bod varu, a tak pokud pracujeme v oblasti inženýrských tlaků, dává nižší teplotu páry a tedy i nižší účinnost přeměny tepla na elektřinu. Na druhou stranu, při úniku primární vody se reaktor přirozeně odstaví ztrátou moderátoru (rychlé neutrony nejsou schopny rozštěpit dostatek jader, aby se reakce udržela).
Tak by se dalo mluvit o všech moderátorech (těžká voda, grafit). Hlavními parametry jsou míra zpomalení N (žádoucí velká), míra pohlcování N (žádoucí malá), rozsah pracovních teplot (žádoucí vysoký horní limit), stabilita, bezpečnost apod.
Když se zamyslíte, je hned jasné, proč se třeba používá těžký vodík - deuterium má jen velmi nízkou pravděpodobnost, že pohltí n (už má přebytek n), takže i když je jeho schopnost zpomalovat n horší, je celková teoretická vhodnost pro reaktory lepší, neboť umožňuje pracovat i s přírodním (neobohaceným) uranem. Podobně ostatní používané moderátory.
S mědí se jako moderátorem nepracuje, což naznačuje, že její poměr schopnosti zpomalovat ku schopnosti pohlcovat, nestojí za mnoho. Látky s nejhorším poměrem (třeba bor, kyselina boritá) se naopak používají k utlumování reakce.