søren christensen wrote:
> Er det strålingsbeskyttende?
Nej. Let vand absorbere flere neutroner og er
derfor mere "beskyttende".
En reaktor har en vis mængde neutroner, der kan indgå
i kerne spaltningsprocessen dette kaldes neutron fluxen.
(hvor let de indgår i sådan en process afhænger af
deres hastighed of hvad for uran isotop der bruges.)
Der findes en bestemt kritisk grænse for flux'en hvor
hver neutron i løbet af dens levetid laver en ny
neutron i en kernespaltningsprocess.
Under denne er reaktoren subkritisk og vil dø ud,
mens reaktoren under drift opereres omkring den kritiske
grænse. I atombomber er formålet at gå kritisk så hurtigt
så muligt, således at mest mulig atomer spaltes, og derfor
at bomben producere så meget energi som muligt.
Men jo flere neutroner der absorberes og spildes ud af
reaktoren i en reaktor, jo højrer er den kritiske neutron
flux, og derfor skal der mere brændstof til at holde den
kørende. Dvs. man kan nøjes med mindre brændstof i en
reaktor med tungt vand end i en med let vand. Flydende
natrium skulle også være godt som moderator.
Derfor pakker man også reaktoren ind i fx. grafit, fordi
det reflektere en del af neutronerner tilbage ind i
reaktoren, neutroner som ellers ville forlade reaktoren
og blive absorberet i skjoldet.
> En mener man opbevarer gamle stænger i beholder på
> kraftværket fyldt med tungt vand.
Nej. Fordi den kritiske neutron flux er lavere i tungt
vand end i let vand, dvs. at man kan opbevare færre
brændstof elementer i tungt vand end let vand hvis
man ikke ønsker at de skal gå kritisk.
Hvis tætheden af neutroner er større den den kritiske,
så vil der hele tiden dannes flere og flere neutroner,
derfor er det vigtigt at gamle stænger opbevares på en
måde så flest mulige neutroner absorberes, således at
stængerne ikke går kritisk når de opbevares. Hvor man
ikke har meget kontrol over processen.
En mulighed ville også være at tilsætte Cadmium eller Bor
salte til vandet, disse to atomer absorbere neutroner
mest effektivt. Derfor er kontrolstænger i reaktoren
også lavet af cadmium, fordi skydes disse ind i reaktor
kernen så absorberes så mange neutroner at den går sub
kritisk.
> Det er noget med tungt vand nedsætter neutron hastigheden
> til 50km/s så spaltningen kan foregå. Uden tungt vand
> ville hastigheden blive så høj så neutroner bare ville
> prelle af så der ikke vil ske en process.
50km/s syntes ikke af meget lidt.
Men kinetisk energi 0.5 * m_neutron*v^2= 300 K* kboltzmann
termisk energi => v=sqrt(2*300K * kboltzman/m_neutron)
for en termisk neutron ved stue temperatur.
> Altså en slags selvregulerende funktion hvis vandet
> skulle forsvinde.
Hvis vandet forsvinder dvs. bliver erstattes med luft,
så vil neutron fluxen sænkes, fordi neutroner er for
hurtige til at indgå i nye spaltningsprocesser, og
reaktoren vil formodeligt gå sub kritisk.
Problemet er dog at luft ikke køler så godt, og man
derfor risikere at reaktorenkernen melter pga. den
varme der udvikles igennem alle de langtlevende
radioaktive datter kerner der henfalder (~70% af energi
produktionen) og disse fortsætter selvom neutronerne
ikke indgår i kerneprocesserne.
Og hvis elementerne begynder at smelte, så bliver det
svært at kontrollere processen, fordi så vil alt uranet
jo samles i en tæt masse i bunden, og så produceres der
for alvor varme, og reaktoren går i luften.
--
Mvh. Carsten Svaneborg
http://www.softwarepatenter.dk where you do not
want to go in the future!