Reaktor jądrowy

Reaktor jądrowy jest to urządzenie, które służy do przeprowadzania z kontrolowaną szybkością reakcji, polegającej na rozszczepieniu jąder atomowych. Jest to reakcja, która posiada przebieg liniowy, a więc jedna reakcja łańcuchowa ma możliwość rozpoczęcia kilku następnych. Do kontrolowania szybkości powyższych reakcji, aby miały one zawsze taką samą prędkość należy do reaktora wprowadzić substancje zdolne do pochłaniania neutronów. Między innymi takie substancje, które są wykorzystywane w czasach obecnych do bor oraz kadm. Są one umieszczane w specjalnych prętach, które noszą miano prętów regulacyjnych. Ważny jest również moderator, który stosowany jest w celu spowolnienia neutronów w konsekwencji zderzeń określonych neutronów wraz z jądrami moderatora. Pierwszy reaktor, który był zbudowany w technologii uranowo grafitowej, noszący nazwę CP – 1 został zbudowany na Uniwersytecie w Chicago pod bacznym okiem uczonego pochodzenia włoskiego, Enrico Fermiego. Z kolei pierwsza kontrolowana reakcja łańcuchowa, jaką udało się przeprowadzić w wyżej wspomnianym reaktorze miała miejsce w roku 1942 dokładniej 2 grudnia. Nie da się również pominąć faktu największej katastrofy energetyki jądrowej, która odbyła się w roku 1986, a dokładniej 26 kwietnia, w Czarnobylu. W bardzo wielkiej części elektrowni jądrowych energia, jaka potrzebna jest do rozszczepienia uranu zabierana jest przez wodę, która w zależności od technologii reaktora może odparowywać lub nie. Jednak w największej ilości przypadków to, co zostało podgrzane w reaktorze musi przekazywać ciepło wodzie w elemencie określanym mianem wytwornicy pary, gdzie dzielony jest układ na dwa obiegi, a mianowicie pierwotny oraz wtórny. Dzięki parze, która wytwarzana jest w wytwornicy pary, może ona napędzać cały turbozespół. Duża część reaktorów jądrowych skonstruowana jest z kilku charakterystycznych elementów, jak rdzenia, osłon biologicznych oraz reflektora neutronów. Rdzeń musi być wyposażony w pręty paliwowe, pręty bezpieczeństwa, moderator, kanały badawcze, kanały chłodzenia oraz pręty regulacyjne. Paliwo do reaktorów jądrowych w największej ilości rozpatrywanych urządzeń to wzbogacony uran. Wzbogacenie to oznacza zwiększenie zawartości U – 235 do nawet 5 %, który posiada właściwości rozszczepialne. Jeżeli natomiast mamy kontakt z reaktorami prędkimi to potrzebują one jeszcze bogatszego uranu, do nawet 20 %, albo nawet plutonu. Odpowiednia konstrukcja reaktora, a będzie on w stanie produkować o wiele więcej paliwa niż potrzebuje do działania.