Maghasadás Szabályozatlan- és szabályozott láncreakció Atombomba és a hidrogénbomba
Felfedezése 1934 Fermi: transzurán izotóp előállítása neutron belövellésével 1938 Fermi: fizikai Nobel-díj 1938 Hahn: az első atommag hasadás
A hasadás végbemenetele 235 U izotóp Neutron besugárzása gerjesztett állapot Rezeg, alakja megnyúlik Hasadás két részre + 2,3 neutron http://nagysandor.eu/asimovteka/nuclearforce_physhelp/index.html
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
Szabályozatlan láncreakció Animáció: http://nagysandor.eu/asimovteka/chainreaction_pa /index.html Maghasadás szemléltetése java programmal: http://nagysandor.eu/asimovteka/fission/index.html
Teller Ede (1908-2003) Az első atomreaktor megépítése Manhattan-projekt részese Reaktorbiztonság Bizottság elnöke Teller-effektus Az első hidrogénbomba atyja
Szilárd Leó (1898-1964) Több szabadalma született Kitalálta a maghasadási láncreakciót Manhattan-projekt egyik indítványozója Ellenezte az atombomba bevetését
Wigner Jenő (1902-1995) Manhattan-projekt tagja Az atomenergia békés felhasználásának úttörője Ő tervezte meg az első kísérleti atomreaktort
Atombombák a 2. vh.-ban A második világháború lezárását és rengeteg ártatlan halálát okozta. magyar feltalálók Szilárd Leó, Wigner Jenő, Teller Ede közreműködésével készült 1945. 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
Hidrogénbomba Magfúzión alapul Egy kisebb atombomba van benne, amely segít elérni a fúzióhoz szükséges nyomást és hőmérsékletet(50 millió C) Magfúzió animáció:http://nagysandor.eu/asimovteka/f usionreactor/dtfusion.htm
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.
A világ legnagyobb nukleáris fegyvere A Cár hidrogénbomba https://www.youtube. com/watch?v=qjnm3 V0xYjI
Néhány robbantás https://www.youtube.com/watch?v=gnjftxlmpvi https://www.youtube.com/watch?v=m6dsc6mm h34
Szabályozott láncreakció Atomreaktorokban Első atomreaktor: Enrico Fermi 1942 Chichago Szilárd Leó és Wigner Jenő
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
Szabályozórúdak Szabályozórúd (általában kadmiumból) Elnyelik a neutronokat Megfelelő beállítás Vészleállás
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
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
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.
Villamosenergia termelés Fosszilis energiahordozók Atommaghasadás felszabadulása
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) )
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
További reaktor típusok: közönséges víz reaktorok nehézvizes reaktor grafit moderátoros reaktor gyors tenyésztőreaktor
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
A világ energiatermelése Hazánk energiatermelése:
Paks
Csernobil Csernobilban lévő reaktor 1986. április 26-án emberi mulasztások miatt felrobbant. Hatalmas mennyiségű káros anyag került a levegőbe, rengetek halálos áldozat
Vége