torsdag 10. november 2011

Verdens største vannkoker...!

Syykt mye å gjøre om dagen - er på syklotronen omtrent døgnet rundt, og har også endelig kommet i gang med nye reaktorsimuleringer<3 (disse står og kjører as we speak!) Det eneste som er kjipt er selvsagt at jeg ikke har tid til å skrive noe her, men nå måå jeg bare...er på høy tid å skrive litt basics om kjernekraft - eller verdens største vannkoker, som jeg liker å kalle det;)

Vannkoker! Men ikke verdens største - helt normal, tror jeg...


For det er nesten litt trist for en kjernefysiker, at det skjer sååå mye supersexy fysikk i reaktorbrenselet, mens til syvende og sist så KOKER VI VANN...! Eller, altså, egentlig fins det mange forskjellige reaktortyper, men de aller fleste av dem er trykkvannsreaktorer (PWR) eller kokvannsreaktorer (BWR), og begge disse varmer opp vann.

Trykkvannsreaktor <3

Såh, det som skjer inne i reaktoren er at man har brensel (som er laget av uran, eller uran+plutonium, eller uran+thorium, feks) og dette brenselet vil fisjonere pga alle de superfine nøytronene <3 som  bare spretter rundt, også produseres det varme. Mellom brenselet (reaktorkjernen er bygget opp av flere tusen veldig tynne brenselsstaver, kanskje en centimeter i diameter og 4 meter lange) strømmer det vann, og dette vannet blir jo selvfølgelig varmet opp når det beveger seg mellom de fisjonerende brenselsstavene. Vannet er altså kjølemiddel i reaktoren, men det er ikke så veldig kjølig allikvel, da, det er noen hundre grader, liksom...(men det skal det være, altså, for dette er "kjølig" i forhold til hva det ville ha vært hvis det ikke var noe vann der til å transportere bort varmen).

Altså: uranet fisjonerer og produserer varme, vannet strømmer forbi og varmes opp/transporterer varmen vekk (det er dette vi ser innerst på tegningen av trykkvannsreaktoren, der det står "Hot water"), dette varme vannet går i et rør gjennom der det står "Steam generator" slik at dette vannet varmes opp og blir til damp, og denne dampen driver turbinen som produserer strøm. Helt til slutt kjøles denne dampen ned der det står "Condenser" slik at det har lavere temperatur når det går inn til "Steam generator" igjen. Slik holdes dermed reaktoren "kjølig":)

Men vannet gjør en annen SUPERVIKTIG jobb også, for den forandrer nemlig energien til nøytronene - eller MODERERER dem, fra masse energi når de kommer fra en fisjon til ganske lite energi; liksom litt sånn "fysj, nå syns jeg du var veldig energisk, moderer deg!" . Og dette er på en måte ganske magisk: det er nemlig sånn at hvis nøytronene har lite energi så har de veldig lett for å gjøre at urankjernen fisjonerer, mens hvis de har mye energi så skjer fisjon mye sjeldnere. Vannet er sånn at jo "kjøligere" det er, jo mer moderer de nøytronene, og hvis det blir varmere så moderer de dårligere. Dette betyr jo faktisk at hvis det plutselig skjer flere fisjoner så vil varmen øke, og når varmen øker så moderes nøytronene mye dårligere, og når nøytronene modereres dårligere så skjer det færre fisjoner. Med andre ord så vil kjedereaksjonen kontrollere seg selv, og den kan ikke løpe løpsk, for den har et PASSIVT SIKKERHETSSYSTEM (som er avhengig av fysikkens lover, og de forandrer seg jo liskom ikke sånn helt plutelig) - smart, ikke sant?


Ok, det var det for i kveld. Håper det ikke var helt uforståelig? 
Nå er snartkveldsvakten over og da kan jeg endelig kjøre hjem og hive meg i seng. Det blir deilig, for nå er jeg ganske sliten...
God natt alle sammen:)

7 kommentarer:

  1. Men hvis kjølingen tar kvelden er man vel fortsatt screwed pga. fisjonsproduktene, ikke sant? De bare lager enda mer varme og så blir det nedsmelting og kanskje dampeksplosjon og OMG teh nuclearz?

    SvarSlett
  2. OMG OMG teh nukularz!!
    Joa, hvis all kjølingen forvinner vil varmen fra fisjonsproduktene fortsatt være der, selv om kjedereaksjonen stopper. Sånn er det for alle typer reaktorer, og det at reaktoren kommer ut av kontroll er ikke noe man egentlig er bekymret for nettop pga denne typen passive sikkerhetsmekanismer.
    Nettop LOCAs (Loss Of Coolant Accidents) er noe man jobber veldig med, både for å unngå og for å ha backupsystemer dersom noe skjer. Problemet i Fukushima var vel feks egentlig en Loss Of Flow Accident (kjølevannet var der, men sirkulerer ikke), og nettop det skal være uunngåelig i de nyeste typene PWRs (som jeg kjenner best til), hvor man også benytter seg av fysikkens lover for at da flow skal være uavhengig av pumper feks xD

    SvarSlett
  3. I går så jeg en dame som kjørte en trailer, og i dag går kom jeg over din hjemmeside. Blir inspirert av dere begge to!

    SvarSlett
  4. Takk for svar! Nå kom jeg på en ting til jeg lurer på, hva er egentlig forskjellen på en trykkvanssreaktor og en kokvannsreaktor? Kanskje du kan blogge litt om det en gang?

    SvarSlett
  5. Den korte forskjellen på ein kokvatnreaktor (BWR) og ein trykkvatnreaktor (PWR) er at vatnet som kjøle og moderere reaktoren i ein BWR koke, mens det for ein PWR er så høgt trykk at vatnet ikkje koke sjølv om det er over 300 grader. Nå er BWR trykksatt til over 70 bar så den er ikkje akkurat trykklaus.

    Ein kan vel ikkje bare stola på passive sikkerheit i moderatoren. Viss endringa i reaktivit / temperatur er så rask at den auka varmeutviklinga ikkje rekke å forplanta seg gjennom kapslingsmaterialet og ut til moderatoren så hjelpe det ikkje med ein negativ passiv tilbakekobling der.

    Det var ein kjernereaktor som gjekk i lufta i USA fordi ein trakk ut den einaste kontrollstaven...

    Men dagens kjernekrafreaktorar blir kanskje designa med negativ reaktivitetskoeffisient i både brensel og moderator?

    SvarSlett
  6. Knatten: nå har du jo fått kortversjonen her av vifteovn, også kommer jeg nok helt sikkert til å skrive mer om dette senere (skirver nok om andre reaktortyper også).

    vifteovn: Ja, dagens reaktorer skal ha negativ reaktivitetskoeffisient i både brensel og moderator, og selvsagt er ikke negativ reaktivitetskoeffisient nok alene;)

    SvarSlett

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...