Maghasadás Szabályozatlan- és szabályozott láncreakció Atombomba és a hidrogénbomba

Átírás

1 Maghasadás Szabályozatlan- és szabályozott láncreakció Atombomba és a hidrogénbomba

2 Felfedezése 1934 Fermi: transzurán izotóp előállítása neutron belövellésével 1938 Fermi: fizikai Nobel-díj 1938 Hahn: az első atommag hasadás

3 A hasadás végbemenetele 235 U izotóp Neutron besugárzása gerjesztett állapot Rezeg, alakja megnyúlik Hasadás két részre + 2,3 neutron

4 Energia Egy urán maghasadásánál bekövetkező energia 200 MeV 1 gramm urán hasadásánál 8250 MJ energia szabadul fel amely megegyezik azzal mintha elégettünk volna 5 tonna szenet

5 Szabályozatlan láncreakció Animáció: /index.html Maghasadás szemléltetése java programmal:

6 Teller Ede ( ) Az első atomreaktor megépítése Manhattan-projekt részese Reaktorbiztonság Bizottság elnöke Teller-effektus Az első hidrogénbomba atyja

7 Szilárd Leó ( ) Több szabadalma született Kitalálta a maghasadási láncreakciót Manhattan-projekt egyik indítványozója Ellenezte az atombomba bevetését

8 Wigner Jenő ( ) Manhattan-projekt tagja Az atomenergia békés felhasználásának úttörője Ő tervezte meg az első kísérleti atomreaktort

9 Atombombák a 2. vh.-ban A második világháború lezárását és rengeteg ártatlan halálát okozta. magyar feltalálók Szilárd Leó, Wigner Jenő, Teller Ede közreműködésével készült augusztus 6, Hirosima (242 ezer/100ezer) Enola Gay szállította, bomba neve: Little Boy plutóniumot tartalmazott 1945.augusztus 9, Nagasaki (80ezer/75ezer) Fat Man, uránt tartalmazott

10 Hidrogénbomba Magfúzión alapul Egy kisebb atombomba van benne, amely segít elérni a fúzióhoz szükséges nyomást és hőmérsékletet(50 millió C) Magfúzió animáció: usionreactor/dtfusion.htm

11 Hatásai: Lökéshullám (40 60%) Elektromágneses impulzus (40 60%): a hősugárzástól kezdve a látható fényen keresztül egészen a röntgensugarakig minden frekvencia megtalálható a spektrumában. Radioaktív sugárzás (10 20%): főként neutron- és gammasugárzás.

12 A világ legnagyobb nukleáris fegyvere A Cár hidrogénbomba com/watch?v=qjnm3 V0xYjI

13 Néhány robbantás h34

14 Szabályozott láncreakció Atomreaktorokban Első atomreaktor: Enrico Fermi 1942 Chichago Szilárd Leó és Wigner Jenő

15 Szabályozás A 235 U hasadásakor átlagosan 2,47 neutron keletkezik Szabályzás nélkül a reaktor pillanatok alatt felrobbanna Szabályozási módok: A hűtővízben bórt oldanak kb.1 neutron A finomszabályozás szabályozórudakkal

16 Szabályozórúdak Szabályozórúd (általában kadmiumból) Elnyelik a neutronokat Megfelelő beállítás Vészleállás

17 Lassítás Le kell lassítani a hasadáskor keletkező gyors neutronokat, mert ezek nagyon kis valószínűséggel lépnek kölcsönhatásba a 235 U-nal A lassításra könnyű atommagok alkalmasak. Azt az anyagot, ami a lassítást végzi moderátor-nak hívjuk. Erre alkalmas anyagok: Könnyűvíz legtöbb helyen alkalmazott Nehézvíz - drága Grafit csak a nagy tisztaságú alkalmazható

18 Reflektáció A reaktorban azt a részt, ahol a hasadás zajlik aktív zónának hívjuk. A hasadás során a neutron elszökik az aktív zónából. Ennek megakadályozása érdekében, a reaktor belső felületét olyan anyaggal vonják be, ami visszaveri a neutronok egy részét, ez a rész a reflektor

19 Hűtés A reaktort természetesen hűteni is kell. Általában vízzel történik a hűtés. Több hűtökört különböztetünk meg, ebből kettő zárt, és egy nyílt A zárt kör nagyon fontos, hogy megakadályozzák a környezetre káros anyagok reaktorból való kijutását.

20 Villamosenergia termelés Fosszilis energiahordozók Atommaghasadás felszabadulása

21 A nyomottvizes reaktor Leggyakrabban használt reaktortípus(pakson mind a 4blokk ilyen) Ebben a moderátor és a hűtőközeg egyaránt nagynyomású víz. Az energiatermelés főbb szakaszai: A reaktor aktív zónájában az urán hasadásából felszabaduló hőt a zárt primer kör hűtőközege szállítja az (ugyancsak zárt) szekunder kör gőzfejlesztőjéhez. A hőleadás a hőcserélőben csőrendszeren keresztül (csak termikus érintkezés útján) valósul meg. A szekunder kör gőzfejlesztőjében keletkezett nagynyomású gőz a turbinákat hozza mozgásba. A turbinák mozgási energiája alakul át a generátorokban elektromos energiává. A harmadik (nyitott) körben hűti a turbinák gőzlecsapató kondenzátorait.(ez általában egy folyó vize(pl. Duna Pakson) )

22 A nyomottvizes reaktor részei 1. Reaktortartály 2. Fűtőelem 3. Szabályozórúd 4. Szabályozórúd hajtás 5. Nyomástartó 6. Gőzfejlesztő 7. Tápvíz 8. Nagynyomású gőzturbina 9. Kisnyomású gőzturbina 10. Generátor 11. Gerjesztőgép 12. Kondenzátor 13. Hűtővíz 14. Tápvízelőmelegítő 15. Tápvízszivattyú 16. Hűtővízszivattyú 17. Keringető szivattyú 18. Villamos távvezetékhez 19. Friss gőz 20. Beton sugárvédelem

23 További reaktor típusok: közönséges víz reaktorok nehézvizes reaktor grafit moderátoros reaktor gyors tenyésztőreaktor

24 Biztonság A biztonság a nukleáris energetika kulcsszava. Folytonos biztonsági felülvizsgálatok A környezeti hatások elhanyagolhatóak. Fontos a kiégett fűtőelemek kezelése: Bátaapáti mellett létesített hulladék tároló. Közel 300m mélyen a gránitrétegbe vájt kamrákba rakják, majd betonnal töltik fel azokat. Kb. 600 évig tárolják ott. A teljes rendszer kiépítés 60 milliárd forintba került

25 A világ energiatermelése Hazánk energiatermelése:

26 Paks

27

28 Csernobil Csernobilban lévő reaktor április 26-án emberi mulasztások miatt felrobbant. Hatalmas mennyiségű káros anyag került a levegőbe, rengetek halálos áldozat

29

30

31

32

33

34 Vége