Hvad er kritik i et atomkraftværk?

Når atomkraftværket i et atomkraftværk fungerer normalt, siges det at være "kritisk" eller i en tilstand af "kritik". "

Brug af udtrykket" kritik "kan virke kontraintuitiv som en måde at beskrive normalitet på. I dagligdagen beskriver ordet ofte situationer med potentiale for katastrofe. Ikke desto mindre indikerer "kritik" i forbindelse med atomkraft, at en reaktor fungerer sikkert.

Kritik er en afbalanceret stat

Kernereaktorer bruger uranbrændestænger - lange, slanke zirkoniummetalrør indeholdende pellets af fusionsmateriale - for at skabe energi gennem fission. Fission er processen med at opdele kernerne i uranatomer for at frigøre neutroner, som igen deler flere atomer og frigiver flere neutroner. Kritik betyder, at en reaktor styrer en vedvarende fissionskædereaktion, hvor hver fissionshændelse frigiver et tilstrækkeligt antal neutroner for at opretholde en igangværende serie af reaktioner.

I en afbalanceret tilstand af kritisk betydning producerer brændstænger inde i en atomreaktor og taber et konstant antal neutroner, og kernenergisystemet er stabilt.

Fission producerer meget energi i form af meget høj varme og stråling. Derfor er reaktorer anbragt i strukturer forseglet under tykke metalforstærket beton kupler. Kraftværker udnytte denne energi og varme til at producere damp til at drive generatorer, der producerer elektricitet.

Kontrollerende kritik

Når en reaktor starter op, øges antallet af neutroner langsomt på en kontrolleret måde. Neutronabsorberende styrestænger i reaktorkernen anvendes til at kalibrere neutronproduktion. Kontrolstavene er fremstillet af neutronabsorberende elementer såsom cadmium, bor eller hafnium.

Jo dybere stængerne sænkes ned i reaktorkernen, jo mere neutroner stængerne absorberer og mindre fission forekommer. Teknikere trækker eller sænker styrestængerne ind i reaktorkernen, afhængigt af om der ønskes mere eller mindre fission, neutronproduktion og effekt.

Hvis en fejl opstår, kan teknikere fjernstyre styrestænger ind i reaktorkernen for hurtigt at opsuge neutroner og lukke nukleare reaktionen.

Hvad er superkritisk?

Ved opstart sættes kernekraftreaktoren kort i en tilstand, der producerer mere neutroner end tabt. Denne tilstand kaldes "superkritisk" tilstand, som gør det muligt for neutronpopulationen at øge og mere strøm, der skal produceres. Når den ønskede effektproduktion er nået, foretages der justeringer for at placere reaktoren i kritisk tilstand, som opretholder neutronbalancen og kraftproduktionen. Til tider, f.eks. Ved vedligeholdelsesafbrydelse eller tankning, placeres reaktorer i en "subkritisk" tilstand, således at neutron og kraftproduktion formindskes.

Kritisk er langt fra den bekymrede tilstand, der foreslås af dens navn, en ønskelig og nødvendig tilstand for et atomkraftværk, der producerer en konsekvent og stabil strøm af energi.