V súčasnosti poznáme 3 druhy
elektrárni: tepelné, vodné a jadrové. Zo všetkých týchto typov elektrárni sú najvýkonnejšie
práve jadrové elektrárne. Hlavnou časťou tejto elektrárne je jadrový reaktor, v
ktorom prebieha reťazová
reakcia pri
štiepení jadra uránu. Prvý jadrový reaktor uviedli do prevádzky v
roku 1942 v Chicagu. Schéma jadrového reaktora je na obrázku.
Hlavnou častou reaktora je
aktivna zoná, ktorá pozostáva z paliva 1 a moderátora 2. Ako jadrové palivo
sa často používa obohatený prírodný urán U-238 uránom U-235. Moderatorom býva
najčastejšie grafit resp. ťažká voda. Používa sa na spomalenie neutrónov. Podľa
toho, či palivo je premiešané s moderátorom alebo nie,
hovoríme o
- homogénnom reaktore (sú
zmiešané)
- heterogénnom reaktore (nie sú zmiešané).
Na obrázku je heterogénny
reaktor. Tato sústava je obklopená reflektorom 5. Jeho funkcia je vracať
unikajúce neutróny späť do aktívnej zóny. Celá sústava je obklopená hrubou
vrstvou betónu, ktorá chráni pred nebezpečným radioaktívnym žiarením
vznikajúcim v reaktore.
Veľmi dôležitú úlohu v jadrovom
reaktore zohrávajú regulačné tyče 3. Sú vyrobené z materiálu, ktorý silno
pohlcuje neutróny, ako napr. kadmium, bor. Zasúvaním tyči sa reťazová reakcia
spomaľuje, zmenšuje sa počet neutrónov. Vysúvaním tyči sa počet neutrónov
zväčšuje, reťazová reakcia sa zrýchľuje.
V aktívnej zóne sa pri štiepení uránu
uvoľňuje veľké množstvo energie, ktoré sa mení na teplo a zohrieva aktívnu zónu
reaktora. Reaktor je preto chladený vodou, ktorá cirkuluje v uzavretom okruhu -
výmenník tepla 4 a odvádza toto teplo do zásobníka s vodou, ktorá sa mení na
paru. Para sa využíva na poháňanie turbín generátora elektrickej energie - čo
je princíp jadrovej elektrárne.
Schéma výroby elektrickej energie
v jadrovej elektrárni:
Štiepenie uránu ® jadrová energia ® tepelná energia ® elektrická energia