Nükleer Bir Erime Çalışması Nasıl Çalışır?

{h1}

Nükleer erimeler korkutucu olabilir, ama neyin onlara sebep olduğunu anlamak önemlidir. Nükleer erime tekniklerinin nasıl çalıştığını öğrenin.

"Nükleer erime" terimi, en kötü senaryolarla eşanlamlı hale geldi. Bu, patronunuzun ofis içindeki figüratif erimesi ya da 2011 Fukushima Daiichi nükleer santral felaketi gibi olayları çevreleyen çok gerçek kaygılardan bahsediyor olmanız durumunda geçerlidir.

Gerçekten de, nükleer santraller Hiroşima tarzı nükleer bir patlamayı üretemezken, bir erime, aldığı kadar kötüdür. Çok sayıda nükleer erime, insanlığın atomik çağında meydana gelmiş olsa da, nezaketle sivil tesislerde dört büyük ölçekli olay gerçekleşmiştir. İlk kez 1969'da İsviçre'deki Lucens reaktöründe gerçekleşti. Üç Mile Island kazası on yıl sonra meydana geldi. Bunu 1986'da Rusya'nın Çernobil felaketi ve 2011'de Fukushima Daiichi karışıklığı izledi.

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA), nükleer olayları sıfırdan yediye kadar olan bir ölçekte, güvenlik açısından önemsiz (seviye 0) ve Çernobil gibi yaygın sağlık ve çevresel zararlar gibi büyük bir kazaya (seviye 7) kadar uzanan bir dereceye kadar sıralar. oluşur.

İlginç bir şekilde, ne UAEA ne de ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu resmi olarak “nükleer felaket” terimini tanımakta, ancak sözler korkuya ilham vermeye devam etmektedir. Bu yazıda, bir nükleer reaktörün nasıl çalıştığını ve bir erime olayının nasıl meydana geleceğini çözeceğiz.

Kompleks denklemler üzerinde çok fazla endişelenmeyin, çünkü tüm durumlar nihayetinde ısıtır. Bir reaktör içinde düzgün şekilde kontrol edilen ısı, güç üretmeye yardımcı olur. Kontrol dışı ısı ise reaktörün kendisini çevreleyen çevreyi tehlikeli radyasyonla eritmesine ve kirletmesine neden olabilir.

Şimdi sağlıklı bir reaktör içinde neler olduğunu öğrenmek için bir sonraki sayfaya gidin.

Fonksiyonel Nükleer Reaktörün İçinde

Bu bir nükleer santralin genel bir görünümüdür, ancak içeriye adım atın ve nasıl çalıştığını görmek için bir tur atın.

Bu bir nükleer santralin genel bir görünümüdür, ancak içeriye adım atın ve nasıl çalıştığını görmek için bir tur atın.

Isı bütün farkı yaratır. Sağlıklı bir nükleer reaktörün nasıl çalıştığını ve bir erimenin nasıl tehlikeye düştüğünü anlamanın anahtarı budur.

İlk olarak, kömür yakan temel bir santrale bakalım: Isı yaratmak için kömür yakıyoruz. Bu ısı, suyu, bu değerli kıvılcımı üretmek için bir jeneratörü döndüren bir türbine giden basınçlı buharın içine doğru genleşir.

Bir nükleer santral benzer şekilde çalışır, sadece ısı bir uyarılmış fisyon reaksiyonu Bu reaktörde meydana gelir. fizyon Bir malzemenin atomları ikiye ayrıldığında, çok fazla enerji ve aradığımız ısıyı ifade eder. çürüme ısısı. Gördüğünüz uranyum ve diğer radyoaktif elementler zaten kendiliğinden fisyon herhangi bir insan yardımı olmadan çok yavaş oranlarda. Bir nükleer santralde, operatörler yapay olarak uranyum dolgulu yakıt çubuklarını nötronlarla önceden fizyon reaksiyonlarından bombalayarak fisyon reaksiyonunu teşvik eder veya uyarırlar. Bu, suyu buharda kaynatmak için daha fazla ısı anlamına gelir.

Elbette, nükleer reaktör içindeki sıcaklıkların reaktöre zarar vermeyecek ve zararlı radyasyon yaymayacakları için çok yükseğe çıkmasını istemezsiniz. Böylece, reaktörün çekirdeğindeki soğutucu (genellikle su), nükleer yakıt çubuklarının sıcaklığını da kontrol etmeye yarar.

Otomobil sürmek gibidir: Motoru aşırı ısıtmak istemezsiniz, çünkü bu ona zarar verebilir. Bununla birlikte, fark, bir aracı kapatabilir ve motorun soğumasını sağlar. Bir araba, koşarken ve muhtemelen kısa bir süre sonra ısı üretir.

Bununla birlikte, nükleer bir reaktör içindeki radyoaktif maddeler farklı bir hikaye. Uranyum ve hatta yayılan aletler ve parçalar, tesis operatörleri tüm uyarılmış fisyon reaksiyonlarını durdursalar bile bozulma ısısı üretmeye devam edecektir. Birkaç dakika içinde düz yapabilirler.

Bir sonraki sayfada, nükleer bir erime içine gireceğiz.

Nükleer Melezlemenin İçinde

Nükleer bir çöküşün ne olduğunu tartışırken, nükleer bir erime olayının ne olduğu hakkında konuşmak da önemlidir. Bu nükleer bir patlama değil. 1979'daki afet filmi “The China Syndrome” da popülerleşen bir erime, Yerkürenin merkezine doğru bir delik açmayacaktır.

Nükleer bir erime olayında, kendi sıcaklığından zarar göreceği noktaya kadar, kontrolden çıkan bir reaktörle karşı karşıyayız. Tipik olarak, bu bir soğutucu kazası kaybı (LOCA). Reaktör çekirdeğindeki soğutucu dolaşımı tamamen yavaşlar veya durursa, sıcaklık artar.

Eriyen ilk şeyler yakıt çubuklarıdır. Tesis personeli bu noktada soğutucu sirkülasyonunu geri yükleyebilirse, kaza bir kısmi nükleer erime. 1979'daki Three Mile Island olayı bu kategoriye giriyor: Unit 1 reaktörünün çekirdeği eridi, ancak çekirdeğin etrafındaki koruyucu kılıf sağlam kaldı. Aslında, Three Mile Island nükleer santralinin Unit 2 reaktörü devre dışı bırakılmış muadilinin gölgesinde güç üretmeye devam ediyor.

Bununla birlikte, kontrolsüz bırakılırsa, kısmi nükleer bir erime kötüleşebilir. toplam nükleer erime. Bu tür durumlar, acil durum ekipleri, koruyucu kaplama katmanları ve hatta kendileri de muhafaza etme binası katmanları boyunca eriymeden önce çekirdek kalıntılarını soğumaya çalıştıkça zamana karşı bir yarış haline gelir. 1986 yılında, Rus ekipleri Çernobil Nükleer Santrali'nin reaktör çekirdeğinin erimiş kalıntılarını tesisin bodrum katına koyduktan sonra, su birikintilerini sular altında bırakarak, depolanmaları ve yeraltı suyunu kirletebilmeleri için malzemeleri serinletti.

2011 yılının Mart ayında, Japonya'nın Fukushima Daiichi nükleer tesisi, güçlü bir deprem, tesisin su soğutma pompalarına güç sağlayan yedek jeneratörlere zarar verdiğinde, soğutma kazası kaybına uğradı. Takip edilen olaylar, nükleer bir erime sırasında meydana gelebilecek bazı ek komplikasyonları göstermektedir.

Fukushima Daiichi'nin aşırı ısınmış reaktörlerinden bazılarında (tesis altı tane) radyasyon, suyu oksijen ve hidrojene ayırmaya başladı. Elde edilen hidrojen patlamaları, en az üç reaktörün ikincil muhafaza yapılarını (veya ikinci koruma seviyesini) ihlal ederek daha fazla radyasyonun kaçmasına neden oldu. Bir sonraki patlama, bir üniteyi o kadar sert bir şekilde sarstı ki bir reaktörün birincil tutma yapısına zarar verdi.

Nükleer bir erime olayının ortaya çıkmasını veya daha da kötüye gitmesini nasıl engelliyorsunuz? Bir sonraki sayfada öğrenin.

Nükleer Melezlemeyi Durdurma

1986 yılında Çernobil reaktörü üzerinde beton ve su dökmek için kullanılan yüksek oranda yayılan helikopterler, Ukraynalı Rosoha köyü yakınlarında bir alanda kalmıştır.

1986 yılında Çernobil reaktörü üzerinde beton ve su dökmek için kullanılan yüksek oranda yayılan helikopterler, Ukraynalı Rosoha köyü yakınlarında bir alanda kalmıştır.

Yine, nükleer erime sistemleri ısınmaya ve koşulları kontrol altında tutmak için çalışan bir soğutma sistemi için hayati önem taşıyor. Fukushima Daiichi felaketi, tüm fisyon aktivitesi kapatılmış olsa bile bu sistemin kritik olduğunu hatırlatır. Japon fabrikası, artan sismik aktivite meydana geldiğinde yakıt çubuklarını otomatik olarak suya batırdı, 10 dakika içinde tüm fisyon reaksiyonlarını etkili bir şekilde durdurdu. Ancak bu çubuklar hala işlevsel bir soğutma sistemi gerektiren bozunma sıcaklığı yarattı.

Bu ayrıca, ışınlanmış veya kullanılmış nükleer reaktör yakıtı gibi yüksek seviyeli radyoaktif atıkların böyle bir endişe kaynağı olmasının nedenidir. Bu materyallerin güvenli radyoaktif seviyelere çekilmesi onbinlerce yıl alır. Bu süre boyunca, bir soğutma sistemi veya yeterli koruma önlemi gerektirecektir. Aksi takdirde, koyduğunuz her şeyi yakarlar.

Bununla birlikte, geçmiş nükleer santral tasarımları erimiş bölgelere daha da eğilimli olduğunu kanıtladı. İlgili kazalar sırasında, Fukushima Daiichi ve Three Mile Island enerji santralleri sadece su olarak değil aynı zamanda arabulucu. Bir moderatör hızlı nötronların hızını düşürür, bu da onları bölünebilir yakıt bileşenleriyle çarpışma olasılığının daha yüksek olmasını ve filtrelenemeyen yakıt bileşenleriyle çarpışma olasılığının daha düşük olmasını sağlar. Başka bir deyişle, bir moderatör, reaktörde fisyonun meydana gelme olasılığını arttırır. Su, böyle bir reaktörün çekirdeğinden aktığında, fisyon otomatik olarak durur.

Çernobil ise diğer yandan katı grafiti moderatör olarak kullanmıştır. Soğutucu madde boşalırsa, moderatör geride kalır. Bu nedenle, Çernobil tipi bir reaktördeki su kaybı aslında fisyon oranını artırabilir.

Soğutucu kazası kaybının erimeye dönüşmesini önlemek için, santral operatörleri reaktörün çekirdeğini soğutmalıdır. Bu, aşırı ısınma yakıt çubukları aracılığıyla daha fazla soğutucu akışkan anlamına gelir. Yakıt çubukları ne kadar yeniyse, bu cooldown daha hızlı gerçekleşir.

Kısmi bir erime meydana gelmeye başlarsa, çubuklar çökme. Kontrol edilmezse, çökmekte olan çubuklar erir ve reaktör çekirdeğinin tabanında büyük erimiş bir çamurda havuzlanır. Bu radyoaktif çamur daha da büyük bir soğutma sorunu oluşturur. Sadece tek bir kütle olmakla kalmaz (birçok bağımsız çubuğun aksine), bir tarafı reaktör göbeğinin tabanına doğru bastırılır, ürettiği ısıyla sürekli yanar.

Çernobil'in durumunda, acil ekipler, reaktör çekirdeğini soğutmak için yüzlerce ton suya pompaladı. Ardından, yangınları söndürmek ve radyoaktif parçacıkları atmosfere yükselterek sınırlamak için bor, kil, dolomit, kurşun ve kumun yanan çekirdeğe döktüler. Bunu takip eden aylarda, harap olmuş bitkinin, genellikle lahit.

Yine, nükleer enerji santralleri nihayetinde ısı üretimine doğru kaymaktadırlar ve bakımları bu sıcaklığın uygun şekilde düzenlenmesine bağlıdır. Soğutma sistemi arızalanırsa, koşullar sürekli olarak kontrolün dışında yanabilir.

Nükleer güç hakkında daha fazla bilgi edinmek için bir sonraki sayfadaki bağlantıları keşfedin.


Video Takviyesi: Fukuşima'daki nükleer sızıntı görüntülendi.




Araştırma


Ordu Prototip Entegrasyon Tesisi'Nde Ne Yapar?
Ordu Prototip Entegrasyon Tesisi'Nde Ne Yapar?

Gençlik Başarı Programı Için Ortaklık Nasıl Çalışır?
Gençlik Başarı Programı Için Ortaklık Nasıl Çalışır?

Bilim Haberleri


Iki Dilli Insan Beyni 'Vücut Geliştiriciler' Gibi
Iki Dilli Insan Beyni 'Vücut Geliştiriciler' Gibi

Dünyanın Ilk Kıtaları 'Kabuğundan Sızdırıldı'
Dünyanın Ilk Kıtaları 'Kabuğundan Sızdırıldı'

Kuru Temizleme Dirty Trick
Kuru Temizleme Dirty Trick

Evrenin Inşa Etmesine Yardımcı Olan Molekül Sırları
Evrenin Inşa Etmesine Yardımcı Olan Molekül Sırları

California Suda Bulunan Nitrojen Kirliliği
California Suda Bulunan Nitrojen Kirliliği


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com