Tatiana Danu, Energia din reactiile nucleare.
Lucrare finala elaborat 樽n cadrul cursului e-learning Didactica Fizicii pe platforma de colaborare internaionala www.civicportal.org (29.X-25.XII.2012).
Moderator - Viorel Bocancea, conferentiar univeristar, Universitatea de Stat din Tiraspol (cu sediul la Chisinau).
This document discusses nuclear energy and its uses. It describes how nuclear fission and fusion work to produce energy. Nuclear fission splits atoms to release energy, which is used in nuclear power plants. Nuclear fusion joins atoms together and occurs in the sun. The basic principle of a nuclear power plant is to produce heat energy through a nuclear fission core, which then converts it to mechanical and electrical energy. The document also lists some advantages like large energy production and lack of air pollution, and disadvantages such as radiation, non-renewability, and accidents.
1. LICEUL MARIN PREDA,ODORHEIU-SECUIESCLICEUL MARIN PREDA,ODORHEIU-SECUIESC
CALUSER ALINA-CLEMENTINACALUSER ALINA-CLEMENTINA
CLASA XIICLASA XII T.T.
PROIECTPROIECT
REACTORUL NUCLEARREACTORUL NUCLEAR
Prof. APOSTOL GHITAProf. APOSTOL GHITA
2. CUPRINSCUPRINS
1.Definitie1.Definitie
2.Aplicatii ale reactoarelor2.Aplicatii ale reactoarelor
3.Istoric3.Istoric
4.Componentele unui reactor4.Componentele unui reactor
5.Tipuri de reactoare5.Tipuri de reactoare
6.Masuri de protectie6.Masuri de protectie
7.Protectia mediului7.Protectia mediului
8.Bibliografie8.Bibliografie
3. REACTORUL NUCLEARREACTORUL NUCLEAR
DEFINITIEDEFINITIE
油油Reactorul nuclearReactorul nuclear 油este un sistem controlat油este un sistem controlat
in care se produc procese de fisiune stimulatein care se produc procese de fisiune stimulate
care conduc la ridicarea temperaturii unui agentcare conduc la ridicarea temperaturii unui agent
termictermic
4. APLICATII ALE REACTOARELORAPLICATII ALE REACTOARELOR
Reactoarele nucleare au trei tipuri de aplica ii.Reactoarele nucleare au trei tipuri de aplica ii.
Cea mai semnificativ aplica ie comercial esteCea mai semnificativ aplica ie comercial este
producerea de energie electric sau de cldurproducerea de energie electric sau de cldur
(termoficare, procese industriale).(termoficare, procese industriale).
O alt aplica ie este propulsia naval (樽n special pentruO alt aplica ie este propulsia naval (樽n special pentru
scopuri militare).scopuri militare).
Exist i reactoare nucleare pentru cercetare undeExist i reactoare nucleare pentru cercetare unde
fascicolele de neutroni se folosesc pentru activit ifascicolele de neutroni se folosesc pentru activit i
tiin ifice sau pentru producerea de radioizotopi destina i tiin ifice sau pentru producerea de radioizotopi destina i
utilizrilor civile (medicin, industrie, cercetare), sauutilizrilor civile (medicin, industrie, cercetare), sau
militare (arme nucleare).militare (arme nucleare).
8. ISTORICISTORIC
Enrico Fermi i Leo Szilard, au fost primii careEnrico Fermi i Leo Szilard, au fost primii care
au construit o pil nuclear i au prezentat oau construit o pil nuclear i au prezentat o
reac ie 樽n lan controlat, pe 2 Decembrie 1942. reac ie 樽n lan controlat, pe 2 Decembrie 1942.
Primul reactor nuclear din SUA a fost utilizatPrimul reactor nuclear din SUA a fost utilizat
pentru a produce plutoniu pentru油pentru a produce plutoniu pentru油armaarma nuclearnuclear..
Alte reactoare au fost folosite 樽n propulsia navalAlte reactoare au fost folosite 樽n propulsia naval
(submarine, nave militare).(submarine, nave militare).
Pe 20 Decembrie 1951, 樽n SUA, a fost generatPe 20 Decembrie 1951, 樽n SUA, a fost generat
pentru prima dat curent electric folosindpentru prima dat curent electric folosind
fisiunea nuclear .fisiunea nuclear .
9. COMPONENTELE UNUI REACTORCOMPONENTELE UNUI REACTOR
Reactoarele nucleare de fisiune, indiferent de destina ia lor, au urmtoareleReactoarele nucleare de fisiune, indiferent de destina ia lor, au urmtoarele
elemente comune:elemente comune:
Material fisionabil.Material fisionabil. 油Reac ia de fisiune 樽n lan are loc 樽n combustibilul 油Reac ia de fisiune 樽n lan are loc 樽n combustibilul
nuclear. Aproape toate reactoarele nucleare utilizeaz uraniul dreptnuclear. Aproape toate reactoarele nucleare utilizeaz uraniul drept
combustibil.combustibil.
ModeratorulModeratorul油Moderatorul este necesar pentru 樽ncetinirea neutronilor油Moderatorul este necesar pentru 樽ncetinirea neutronilor
rezulta i din fisiune pentru a le cre te eficien a de producere a unor noi rezulta i din fisiune pentru a le cre te eficien a de producere a unor noi
reac ii de fisiune. Ca moderatori se utilizeaz apa obi nuit, apa grea sau reac ii de fisiune. Ca moderatori se utilizeaz apa obi nuit, apa grea sau
grafitul.grafitul.
Agentul de rcireAgentul de rcire 油Pentru a men ine temperature combustibilului 樽n limite油Pentru a men ine temperature combustibilului 樽n limite
tehnic acceptabile (sub punctual de topire) cldura eliberat prin fisiune sautehnic acceptabile (sub punctual de topire) cldura eliberat prin fisiune sau
prin dezintegrarea radioactiv trebuie extras din reactor cu ajutorul unuiprin dezintegrarea radioactiv trebuie extras din reactor cu ajutorul unui
agent de rcire (apa obi nuit, apa grea, dioxid de carbon, heliu, metaleagent de rcire (apa obi nuit, apa grea, dioxid de carbon, heliu, metale
topite, etc).topite, etc).
Barele de controlBarele de control 油Barele de control sunt realizate din material ce absorb油Barele de control sunt realizate din material ce absorb
neutronii precum: borul, argintul, indiul, cadmiul si hafniul.neutronii precum: borul, argintul, indiul, cadmiul si hafniul.
10. ReflectorulReflectorul Unele reactoare au zona activ 樽nvelit cu un reflectorUnele reactoare au zona activ 樽nvelit cu un reflector
care are scopul de a returna neutronii ce prsesc reactorul i acare are scopul de a returna neutronii ce prsesc reactorul i a
maximiza utilizarea lor eficient. Adesea agentul de rcire i/saumaximiza utilizarea lor eficient. Adesea agentul de rcire i/sau
moderatorul au i rolul de reflector.moderatorul au i rolul de reflector.
Alte componenteAlte componente 油 Zona activ i reflectorul sunt dispuse 樽n油 Zona activ i reflectorul sunt dispuse 樽n
interiorul unui vas rezistent la presiune (vasul reactorului). Pentruinteriorul unui vas rezistent la presiune (vasul reactorului). Pentru
reducerea nivelului radia iilor produse prin fisiune, zona activ estereducerea nivelului radia iilor produse prin fisiune, zona activ este
樽nconjurat de ecrane groase ce absorb radia iile: beton, ap樽nconjurat de ecrane groase ce absorb radia iile: beton, ap
obi nuit, plumb, etc. Controlul i reglarea func ionrii reactorului se obi nuit, plumb, etc. Controlul i reglarea func ionrii reactorului se
realizeaz cu ajutorul a numeroase instrumente i sisteme de suportrealizeaz cu ajutorul a numeroase instrumente i sisteme de suport
logistic care monitorizeaz temperatura, presiunea, nivelul delogistic care monitorizeaz temperatura, presiunea, nivelul de
radia ie, nivelul de putere i al i parametri. radia ie, nivelul de putere i al i parametri.
11. Schema simplificata a unui reactor nuclear
1. Bara pentru oprire de urgenta
2. Barele de control
3. Combustibil
4. Protectie radiologica
5. Iesirea vaporilor
6. Intrarea apei
7. Protectie termica
12. TIPURI DE REACTOARETIPURI DE REACTOARE
Reactoarele nucleare se pot clasifica:
n functie de reac ia nuclear folosit reactoarele se clasific 樽n:
- reactoare de fisiune
- reactoare de fuziune
n functie de combustibilul nuclear folosit reactoarele se clasific 樽n:
- reactoare cu combustibil solid
- reactoare cu combustibil lichid
n functie de moderatorul folosit reactoarele se clasific 樽n:
- reactoare cu ap usoar;
- reactoare cu ap grea;
- reactoare cu moderator organic ;
- reactoare cu grafit;
- reactoare cu elemente usoare (Lif, BeF2);
- reactoare fr moderator (cu neutroni rapizi).
13. n functie de agentul de rcire folosit reactoarele se clasific 樽n:n functie de agentul de rcire folosit reactoarele se clasific 樽n:
- reactoare cu ap usoar (sub presiune sau 樽n fierbere);- reactoare cu ap usoar (sub presiune sau 樽n fierbere);
- reactoare cu ap grea;- reactoare cu ap grea;
- reactoare cu gaz- reactoare cu gaz
- reactoare cu metal lichid- reactoare cu metal lichid
- reactoare cu sruri topite- reactoare cu sruri topite
n func ie de utilizare reactoarele se clasific 樽n:n func ie de utilizare reactoarele se clasific 樽n:
- reactoare pentru producerea de energie electric;- reactoare pentru producerea de energie electric;
- reactoare pentru producerea de energie termic- reactoare pentru producerea de energie termic
- reactoare pentru propulsie (nave, submarine );- reactoare pentru propulsie (nave, submarine );
- reactoare pentru producerea de radioizotopi prin transmutare- reactoare pentru producerea de radioizotopi prin transmutare
- reactoare de cercetare.- reactoare de cercetare.
15. MASURI DE PROTECTIEMASURI DE PROTECTIE
Producerea de electricitate folosind reactoarele nucleare,Producerea de electricitate folosind reactoarele nucleare,
ca orice tehnologie complex, are asociate o serie deca orice tehnologie complex, are asociate o serie de
riscuri: riscul radiologic pentru personal si public,riscuri: riscul radiologic pentru personal si public,
accidentele nucleare, poluarea radioactiv mediului siaccidentele nucleare, poluarea radioactiv mediului si
deseurile radioactive. Pentru ca riscurile s nu sedeseurile radioactive. Pentru ca riscurile s nu se
materializeze, proiectarea si operarea reactorului nuclearmaterializeze, proiectarea si operarea reactorului nuclear
utilizeaz conceptul de油utilizeaz conceptul de油Aprare 樽n ad但ncimeAprare 樽n ad但ncime油prin油prin
care se prevd msuri de prevenire a defectelor sicare se prevd msuri de prevenire a defectelor si
accidentelor, protectia lucrtorilor si a publiculuiaccidentelor, protectia lucrtorilor si a publicului
樽mpotriva radiatiilor , gospodrirea 樽n siguranta a樽mpotriva radiatiilor , gospodrirea 樽n siguranta a
deseurilor radioactive, asigurarea securittii materialelordeseurilor radioactive, asigurarea securittii materialelor
nuclearenucleare
17. PROTECTIA MEDIULUIPROTECTIA MEDIULUI
Reactorul nuclear genereaz patru fluxuri de substanteReactorul nuclear genereaz patru fluxuri de substante
radioactive (deseuri) care pot afecta mediul:radioactive (deseuri) care pot afecta mediul:
1.Combustibilul nuclear uzat ce contine majoritatea1.Combustibilul nuclear uzat ce contine majoritatea
radioizotopilor generati prin fisiune油;radioizotopilor generati prin fisiune油;
2.Deseurile miniere si cele de la rafinarea uraniului2.Deseurile miniere si cele de la rafinarea uraniului
contin但nd produsii de dezintegrare ai uraniului;contin但nd produsii de dezintegrare ai uraniului;
3.Eliberarea de emisii gazoase si lichide;3.Eliberarea de emisii gazoase si lichide;
4.Eliberarea de mari cantitti de radioactivitate 樽n4.Eliberarea de mari cantitti de radioactivitate 樽n
timpul accidentelor.timpul accidentelor.