WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-10-31T23:38:35Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[datoteka:Stagg Field reactor.jpg|mini|desno|350px|Nuklearni reaktor CP 1.]]

'''Nuklearni reaktor CP 1''' ('''Chicago Pile-1''') bio je prvi [[nuklearni reaktor]] u svijetu, koji je prvi uspio stvoriti kontroliranu [[Nuklearna lančana reakcija|nuklearnu lančanu reakciju]], izvedenu 2. prosinca 1942. u krugu Sveučilišta u [[Chicago|Chicagu]]. [[Snaga]] je iznosila 0,5 [[vat|W]], da bi desetak dana poslije bila povećana do 200 W proizvedene [[toplina|topline]]. Zbog svojeg [[dizajn]]a reaktor je bio nazvan Chicago Pile 1 ([[Engleski jezik|engl]]. ''pile'': gomila, hrpa). [[Grafit]]ni blokovi, koji su imali ulogu [[moderator]]a ([[usporivač neutrona|usporivači neutrona]]), bili su međusobno naslagani, a [[uranij]]sko gorivo umetnuto u šupljine između njih. <ref> '''Fermi, Enrico''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=19307] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2018.</ref>

Razvoj [[Nuklearna energija|nuklearne energetike]] započeo je pionirskim radovima mnogih [[znanstvenik]]a u godinama prije [[Drugi svjetski rat|Drugoga svjetskog rata]] ([[Irène Joliot-Curie|Irène]] i [[Frédéric Joliot-Curie|Frédéric Joliot-Curijem]], [[Otto Hahn]], [[Lise Meitner]], [[Leo Szilard]], [[Enrico Fermi]] i drugi). Ti su radovi rezultirali ostvarenjem prve samoodržive [[nuklearna lančana reakcija|nuklearne lančane reakcije]] 2. prosinca 1942., u reaktoru izgrađenom na terenu Sveučilišta u [[Chicago, Illinois|Chicagu]]. Grupu istraživača i tehničara na izgradnji reaktora vodio je poznati fizičar [[Enrico Fermi]]. Nuklearni reaktor (poznat pod nazivom Chicago Pile-l, skraćeno CP 1) bio je izgrađen od blokova [[grafit]]a s umetnutim šipkama od prirodnog [[uranij]]a. Izgradnja tog reaktora ulazila je u sklop aktivnosti u okviru [[Projekt Manhattan|Manhattan projekta]], kojemu je krajnji cilj bila realizacija [[atomska bomba|atomske bombe]]. Čovjek je tim dostignućem prvi put ostvario dotad nepoznatu pojavu - oslobađanje energije [[atomska jezgra|atomskih jezgri]] i njezinu upotrebu. Nažalost, ta je energija u početku bila korištena u vojne svrhe. Iako je pojava [[nuklearna fisija|nuklearne fisije]] i lančane reakcije bio već dobro teorijski proučen, na mogućnost iznenađenja pri puštanju u pogon prvog reaktora moralo se iz opreza računati. Dramatičnost pokusa potvrđuje činjenica da je specijalna ekipa iznad reaktora bila spremna da ga brzo ugasi tekućim [[kadmij]]em. Međutim, 28 minuta koliko je trajao [[pokus]], prošlo je mirno i u skladu s očekivanjima. <ref> [http://www.fer.unizg.hr/_download/repository/UNE_compl_r1_-_ver_4_DF.pdf] "Uvod u nuklearnu energetiku", Prof. dr. sc. Danilo Feretić, 2011.</ref>

== Način rada ==
Oslobađanje [[nuklearna energija|nuklearne energije]] može se odvijati ne samo u [[eksplozija|eksplozivnom]] obliku, koji je primijenjen u [[atomska bomba|atomskoj bombi]], već i u mirnom obliku, to jest u obliku koje se da regulirati i koji se može iskoristiti u gospodarstvu. Kao generator nuklearne energije služi [[nuklearni reaktor]]. To je uređaj kojim se nuklearna energija dobiva reguliranom [[nuklearna fisija|nuklearnom fisijom]]. Njenu je zamisao dao australski fizičar Mark Oliphant u [[Birmingham]]u. Prvi takav reaktor bio je izrađen u Chicagu 1941. Reaktor izgleda kao šupalj [[beton]]ski blok koji ima otvore različitih dimenzija, određene za različite svrhe. Betonski blok služi za zaštitu osoblja od nastalih [[Ionizirajuće zračenje|zračenja]]. U betonskom bloku postavlja se [[Reflektor (razdvojba)|reflektor]] od grafita. On zaustavlja i odbija natrag [[neutron]]e, neophodne za rad reaktora, i time omogućuje da se smanje dimenzije reaktora i upotrijebimanja količina uranija i [[teška voda|teške vode]]. Reflektor se sastoji od velikih komada grafita koji su naslagani jedan na drugi.

U samoj unutrašnjosti je aktivni dio koji se sastoji od [[rezervoar]]a teške vode u kojem se nalaze poluge UO<sub>2</sub>, te šipke za regulaciju snage i šipke sigurnosti. Šipke za regulaciju snage građene su od bornog [[čelik]]a ili [[kadmij]]a koji upijaju neutrone, a mogu zauzeti dva položaja:
* položaj za pogon, kada su potpuno izvan vode,
* položaj zaustavljanja kada su potopljene u vodu. U zid se nalaze šipke sigurnosti koje se također sastoje od nekog elementa koji upija neutrone. Šipke su pokretne i mogu se pomoću naročitog motora prilagoditi na visinu koja se želi, i to s točnošću od pola milimetra.

Sam način rada je slijedeći. Pod djelovanjem sporih neutrona nastane cijepanje uranija-235. Pri tom izlete tri neutrona velikom brzinom, nalete na [[moderator]] tešku vodu i predaju joj svoju energiju u obliku topline, a zatim dopru do idućeg sloja uranija kao spori neutroni. Ako sistem nije dovoljno velik, može 1/3 neutrona izletjeti, a da ne izazove cijepanje. Udari li neutron u jezgru uranija-238, on je izgubljen za dalji tok reakcije jer se uranij 238 ne raspada, već samo apsorbira neutron i napokon se pretvara u [[plutonij]]. Samo će neutron koji udari u uranij-235 osloboditi novu količinu energije i nove neutrone. Tako će posredstvom toga jednog neutrona nastati nova tri brza neutrona, i [[lančana reakcija]] će se nastaviti.

Ako je broj neutrona jedne generacije manji od broja prethodne generacije, u toku vremena će broj neutrona stalno opadati, pa je takva reakcija, kažemo, konvergentna. Ovo se zbiva u slučaju kada je [[volumen]] reaktora manji od kritičnog volumena. Ako je volumen reaktora veći od kritičnog volumena, broj neutrona jedne generacije je veći od broja prethodne generacije. U tom slučaju broj neutrona raste i reakcija je divergentna. Ovako oslobođena energija mogla bi narasti do vrlo visokih vrijednosti, i ako se ne bi poduzele nikakve mjere, čitav bi se sistem strahovito užario, ako ne i razletio.

Nuklearni reaktor može se usporediti s [[parni kotao|parnim kotlom]], ali su razlike u ovome. Uranij, koji se ovdje može smatrati kao [[gorivo]], izgara beskrajno sporije od goriva koje se upotrebljava u običnom kotlu. Prema tome, ne treba voditi računa o loženju. Osim toga obično gorivo je nepotpuno iskorišteno. Produkti izgaranja [[ugljen]]a, pepeo i šljaka, nemaju više nikakve vrijednosti. Nasuprot tome ostatak koji izađe iz nuklearnog reaktora u stanju je poslije odgovarajuće prerade dati još veliku količinu energije u obliku [[plutonij]]a koji ima svojstva kao uranij. Mada reaktor ne stvara plinove, on proizvodi jaka zračenja, od kojih su najvažniji neutroni i [[Gama-čestica|gama-zrake]]. Ova zračenja su opasna i od njih se mora zaštititi osoblje koje radi.

Proizvedena toplina u nuklearnom reaktoru može se iskoristiti za zagrijavanje ili za dobivanje [[mehanički rad|mehaničkog rada]]. Obično se nuklearna energija koristi za dobivanje [[električna energija|električne energije]] pomoću [[parna turbina|parne turbine]]. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>

==Izvori==
{{izvori}}

[[Kategorija:Nuklearni reaktori]]

Nuklearni reaktor CP 1 - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica