logo
hrrps://www.ijs.si


Energija, ki jo v reaktorju jedrske elektrarne sprostijo 3 tabletke urana, bi zadoščala za enoletno ogrevanje hiše.

V naravnem uranu je 0,7 % urana-235 (cepljivega izotopa) in 99,3 % urana-238, ki ni cepljiv (ne sodeluje v procesu verižne reakcije in ne daje energije).

Bogatenje urana je postopek, pri katerem s posebnimi napravami (plinskimi centrifugami) povečamo delež urana-235 (cepljivega izotopa urana) na približno 4 % do 5 %. Vsi sodobni reaktorji delujejo na obogaten uran.

Če hočemo doseči zlitje jedra devterija in tritija (oba sta izotopa vodika, ki imata v jedru poleg protona še en oz. dva nevtrona), ju je potrebno spraviti zelo blizu skupaj. Ker pa imata jedri pozitiven naboj, se močno odbijata. Potrebna je zelo velika hitrost, da se jedri dovolj približata.
Temperatura je v bistvu zunanji (vidni) izraz hitrosti molekul v plinu ali plazmi. Če je temperatura visoka, je hitrost visoka. Pri temperaturi več kot 100 milijonov stopinj Celzija je hitrost jeder dovolj velika, da se lahko približata in zlijeta.

 V zvezdah in na Soncu poteka fuzija že pri nižjih temperaturah, ker je zaradi močne gravitacije v središču Sonca plazma tako stisnjena, da so jedra dovolj blizu skupaj za zlivanje.

V Sloveniji imamo eno jedrsko elektrarno v Krškem. Na svetu obratuje 440 jedrskih elektrarn.
(opomba: podatek za april 2013)

Uran je naraven kemičen element, ki je dokaj pogost. Uran ima v jedru 92 protonov in je med naravnimi kemičnimi elementi čisto zadnji po vrsti. V naravi obstajata dva izotopa: uran-235 in uran-238 (številki pomenita skupno število protonov in nevtronov v jedru oz. masno število). Uran je v naravi prisoten v oksidni obliki v rudi, ki je zelo revna. Postopki pridobivanja obsegajo rudarjenje in predelavo rude v uranov koncentrat. Za uporabo v jedrski elektrarni kot gorivo je potrebno uran še obogatiti (povečati koncentracijo urana-235 od 0,7% v naravnem uranu na približno 5%), kar je precej zahteven tehnološki postopek.

Uran ni nevaren, še posebno ne v koncentracijah, ki so prisotne v naravi. Je šibko alfa-radioaktiven, produkti njegovega radioaktivnega razpada (predvsem žlahtni plin radon) pa znatno prispevajo k radioaktivnosti naravnega okolja.

Izotop uran-236 (236U) v naravi ne obstaja. V naravi obstajata dva izotopa urana v mešanici, ki jo imenujemo naravni uran. Urana-235 je 0,7% in ima razpolovno dobo približno 0,7 milijarde let, urana-238 pa je 99,3% in ima razpolovno dobo 4,5 milijarde let.

 Cepitev v jedrskem reaktorju poteka tako, da jedro urana-235 zajame nevtron in nastane uran-236. Približno 85 % takšnih jeder se razcepi, pri čemer se sprosti energija. Preostanek jeder urana-236 izseva žarek gama in ostane v gorivu. Ta uran-236 je radioaktiven (razpolovni čas je 24 milijonov let) in seva žarke alfa. V izrabljenem jedrskem gorivu je tako masa urana-236 približno enaka masi urana-235, pri čemer je začetni delež urana-235 med izdelavo goriva povečan z 0,7 % na 4 – 5 % (postopek obogatitve), med obratovanjem pa se troši in ga je na koncu le približno 0,5 %.

Jedrsko elektrarno kot enoto sestavljajo reaktor, turbogenerator in varnostna oprema v ločenih posebnih zgradbah. Lahko pa je na isti lokaciji več jedrskih elektrarn, torej več enot.

Leta 1954 so v ZDA splovili jedrsko podmornico Nautilus, ki je imela tlačnovodni reaktor. Tlačnovodni reaktor daje toploto za uparjanje vode, para poganja parno turbino, ta pa preko prenosnega mehanizma vodni propeler.
Ta princip se je obdržal in se uporablja še danes za podmornice in površinske vojne ladje.
Približno ob istem času so v ZDA zgradili tudi prvo jedrsko tovorno ladjo Savannah s pogonom na tlačnovodni reaktor, ki pa kot trgovska ladja iz ekonomskih razlogov ni preživela in so jo razmeroma kmalu predelali na konvencionalni pogon.
V Nemčiji so zgradili tovorno ladjo Otto Hahn na jedrski pogon, ki je plula od leta 1968 do 1979, potem pa so jo predelali na konvencionalni pogon.
Japonska je zgradila svojo tovorno ladjo na jedrski pogon, ki je zaplula leta 1974, potem pa so jo preizkušali in modificirali do leta 1991, leta 1992 pa že ustavili. Ladja je zaradi protestov javnosti imela težave z dovoljenji za vplutje v pristanišča in nikoli ni vozila komercialnega tovora.
Vse te civilne ladje na jedrski pogon so imele težave z ekonomičnostjo in družbeno sprejemljivostjo.
Edina civilna ladja na jedrski pogon, ki še vedno pluje, je sovjetski Sevmorput, ki ima tudi sposobnosti ledolomilca. Dokončana je bila leta 1988.

Obe glavni razvojni smeri fuzijske tehnologije sta fuzijski reaktor tipa ITER z magnetnim zadrževanjem plazme in reaktor na osnovi vztrajnostnega zadrževanja s pomočjo laserjev. To sta najbolj obetavna principa, kateri pa bo končno uspešnejši oziroma prej razvit je sedaj težko napovedati.