Vad är kritik i ett kärnkraftverk?

När atomklyvningsreaktorn hos en kärnkraftverk fungerar normalt, sägs den vara "kritisk" eller i "kritisk" tillstånd. "

Att använda termen" kritik "kan verka kontraintetiv som ett sätt att beskriva normalitet. I vardagen beskriver ordet ofta situationer med katastrofpotential. I kärnkraftens sammanhang indikerar "kritik" dock att en reaktor fungerar säkert.

Kritik är en balanserad stat

Kärnreaktorer använder uranbränslestavar - långa, smala zirkoniummetallrör som innehåller pellets av klyvbart material - för att skapa energi genom fission. Klyvning är processen att dela uranatomernas kärnor för att frigöra neutroner som i sin tur dela upp fler atomer, vilket frigör mer neutroner. Kritik innebär att en reaktor styr en klyvningsreaktion med långvarig fission, där varje fissionshändelse frigör ett tillräckligt antal neutroner för att upprätthålla en pågående serie reaktioner.

I balanserat tillstånd av kritik producerar bränslestavar inuti en kärnreaktor och förlorar ett konstant antal neutroner och kärnkraftsystemet är stabilt.

Fission producerar mycket energi i form av mycket hög värme och strålning. Därför är reaktorer inrymda i strukturer förseglade under tjocka metallförstärkta betongkupoler. Kraftverk utnyttjar denna energi och värme för att producera ånga för att driva generatorer som producerar el.

Kontroller kritik

När en reaktor startar ökar antalet neutroner långsamt på ett kontrollerat sätt. Neutronabsorberande styrstavar i reaktorkärnan används för att kalibrera neutronproduktionen. Styrstavarna är gjorda av neutronabsorberande element såsom kadmium, bor eller hafnium.

Ju djupare stavarna sänks ner i reaktorkärnan, ju mer neutroner stavarna absorberar och mindre fission uppstår. Tekniker drar upp eller sänker styrstavarna in i reaktorkärnan beroende på om mer eller mindre fission, neutronproduktion och effekt är önskvärda.

Om en störning uppstår kan tekniker fjärrstyra styrstavarna i reaktorkärnan för att snabbt suga upp neutroner och stänga ner kärnreaktionen.

Vad är superkritiskhet?

Vid start är kärnreaktorn kortfattat placerad i ett tillstånd som producerar mer neutron än förlorat. Detta tillstånd kallas "superkritiskt" tillstånd, vilket gör att neutronpopulationen kan öka och mer kraft att produceras. När den önskade kraftproduktionen är uppnådd görs justeringar för att placera reaktorn i kritiskt tillstånd som upprätthåller neutronbalans och kraftproduktion. Ibland, till exempel för underhållsavstängning eller tankning, placeras reaktorer i ett "subkritiskt" tillstånd så att neutron och kraftproduktion minskar.

Farligt från det oroliga tillståndet som föreslagits av dess namn är kritik ett önskvärt och nödvändigt tillstånd för ett kärnkraftverk som producerar en konsekvent och jämn ström av energi.