Ydinreaktorit
Nyyssönen, Mikko (2019)
Nyyssönen, Mikko
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019090918282
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019090918282
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön taustalla on pitkäkestoinen mielenkiinto ydinvoimatekniikkaan sovelluksineen. Tutkimusmenetelmänä on kirjallisuustyö, ja materiaali on hankittu alan kirjoista ja internetistä. Tarkastelukohteiksi rajattiin perinteinen painevesireaktori- ja kiehutusvesireaktori tekniikka, sekä se, mitä ydinreaktorin kestävä ketjureaktio edellyttää ydinreaktorilta. Rajausta on sovellettu laajasti. Työn luonteen mukaisesti uusia tutkimustuloksia ei ole.
U-235 ydin virittyy lisäneutronin massan seurauksena, ja kun ytimen sisäisten ydinvoimien tasapaino järkkyy U-236 isotooppina, se hajoaa. Hajoamisen seurauksena syntyy uusi tasapaino pienempinä ytimenä, hiukkasina ja energiana.
Ydinvoimalan toimintaperiaate on ketjureaktiona tapahtuvien epävakaiden ytimien hajoamisesta syntyneen lämmön hallittu muuntaminen käyttökelpoiseksi energiaksi, tavallisesti sähköenergiaksi höyryturbiinien avulla. Painevesireaktorissa lämmönsiirrossa käytetään kahta peräkkäistä jäähdytyskiertoa, joista jälkimmäinen höyrynä, ja ydinreaktio tapahtuu painekammiossa veden kiehumisen estämiseksi. Kiehutusvesireaktorissa tuotetaan suoraan vesihöyryä.
Johtopäätöksenä säteilyn ohella todellinen ydinvoiman vaaratekijä on jäähdytyksessä käytetty vesi, ja siksi ydinvoimatekniikassa tulisi siirtyä pois vanhasta höyrykattilatekniikasta, tai keskittää sen käyttö lähinnä alkuperäiseen laivojen käyttöön, koska laivoilla on poikkeuksetta käytettävissä jäähdytykseen vettä. Höyryn räjähdysmäisen laajenemisen välttämiseksi lämmönsiirrossa tulisi suosia materiaaleja, joiden kyky johtaa ja sitoa lämpöä on merkittävästi suurempi ja laajenemiskeroin on merkittävästi pienempi, tai negatiivinen, kuten käyttämällä sulasuola seoksia.
U-235 ydin virittyy lisäneutronin massan seurauksena, ja kun ytimen sisäisten ydinvoimien tasapaino järkkyy U-236 isotooppina, se hajoaa. Hajoamisen seurauksena syntyy uusi tasapaino pienempinä ytimenä, hiukkasina ja energiana.
Ydinvoimalan toimintaperiaate on ketjureaktiona tapahtuvien epävakaiden ytimien hajoamisesta syntyneen lämmön hallittu muuntaminen käyttökelpoiseksi energiaksi, tavallisesti sähköenergiaksi höyryturbiinien avulla. Painevesireaktorissa lämmönsiirrossa käytetään kahta peräkkäistä jäähdytyskiertoa, joista jälkimmäinen höyrynä, ja ydinreaktio tapahtuu painekammiossa veden kiehumisen estämiseksi. Kiehutusvesireaktorissa tuotetaan suoraan vesihöyryä.
Johtopäätöksenä säteilyn ohella todellinen ydinvoiman vaaratekijä on jäähdytyksessä käytetty vesi, ja siksi ydinvoimatekniikassa tulisi siirtyä pois vanhasta höyrykattilatekniikasta, tai keskittää sen käyttö lähinnä alkuperäiseen laivojen käyttöön, koska laivoilla on poikkeuksetta käytettävissä jäähdytykseen vettä. Höyryn räjähdysmäisen laajenemisen välttämiseksi lämmönsiirrossa tulisi suosia materiaaleja, joiden kyky johtaa ja sitoa lämpöä on merkittävästi suurempi ja laajenemiskeroin on merkittävästi pienempi, tai negatiivinen, kuten käyttämällä sulasuola seoksia.