Sesler gibi felaket değil
“Kritiklik” terimini kullanmak, normalliği açıklamanın bir yolu olarak karşıt-sezgisel görünebilir. Gündelik olayda, kelime genellikle felaket potansiyeli olan durumları tanımlar. Yine de, nükleer enerji bağlamında “kritiklik” bir reaktörün güvenli bir şekilde çalıştığını gösterir.
Kritiklik Dengeli Durumdur
Nükleer reaktörler, fisyon yoluyla enerji üretmek için uranyum yakıt çubuklarını - fizyonlanabilir malzemeden pelet içeren uzun, ince, zirkonyum metal tüpler kullanırlar. Fisyon, daha fazla nötron bırakarak, daha fazla atomları ayıran nötronları serbest bırakmak için uranyum atomlarının çekirdeklerini bölme işlemidir. Kritiklik, bir reaktörün sürekli bir fisyon zinciri reaksiyonunu kontrol ettiği anlamına gelir, burada her fisyon olayı devam eden bir dizi reaksiyonu sürdürmek için yeterli sayıda nötron salgılar.
Dengeli bir denge durumunda, bir nükleer reaktörün içindeki yakıt çubukları, sabit sayıda nötron üretiyor ve kaybediyor ve nükleer enerji sistemi kararlı.
Fisyon çok yüksek ısı ve radyasyon şeklinde çok miktarda enerji üretir. Bu nedenle reaktörler kalın metal takviyeli beton kubbeler altında mühürlenmiş yapılara yerleştirilir. Enerji santralleri bu enerji ve ısıdan yararlanırlar ve elektrik üreten jeneratörler çalıştırmak için buhar üretirler.
Kritikliği Denetleme
Bir reaktör başlatıldığında, nötron sayısı kontrollü bir şekilde yavaşça arttırılır. Nötron üretimindeki nötron emici kontrol çubukları nötron üretimini kalibre etmek için kullanılır. Kontrol çubukları kadmiyum, bor veya hafniyum gibi nötron emici elemanlardan yapılır.
Çubuklar, daha derin olarak reaktör çekirdeğine indirilir, çubuklar daha fazla nötron absorbe eder ve daha az fizyon oluşur. Teknisyenler, az veya çok fisyon, nötron üretimi ve gücünün istenip istenmediğine bağlı olarak kontrol çubuklarını reaktör çekirdeğine doğru çeker veya indirir.
Bir arıza meydana geldiğinde, teknisyenler hızlı bir şekilde nötronları emmek ve nükleer reaksiyonu durdurmak için kontrol çubuklarını reaktör göbeğine daldırırlar.
Süperkritik Nedir?
Başlangıçta, nükleer reaktör kısaca kayıptan daha fazla nötron üreten bir duruma sokulur. Bu duruma, nötron popülasyonunun artmasına ve daha fazla gücün üretilmesine izin veren “süperkritik” durum denir. İstenen güç üretimine ulaşıldığında, reaktörün nötron dengesini ve güç üretimini sağlayan kritik duruma yerleştirilmesi için ayarlamalar yapılır. Bakım ya da yakıt ikmali gibi durumlarda, reaktörler “subkritik” bir duruma getirilmekte, böylece nötron ve güç üretimi azalmaktadır.
Adının önerdiği endişe verici durumdan uzak, kritiklik, istikrarlı ve istikrarlı bir enerji akımı üreten bir nükleer enerji santrali için arzu edilen ve gerekli bir durumdur.