Bərk ciSİMLƏRİN İSTİLİk tutumu

NÜVƏ ENERGETİKASI
Atom Elektrik Stansiyası nüvə enerjisini elektrik enerjisinə çevirən mürəkkəb qurğudur. AES-lər bir, iki və üç dövrəli (konturlu) olur. İş prinspinə görə AES-ləri istilik elektrik stansiyalarına aid etmək olar. Stansiyada yüksək temperaturlu buxar karbohidrogenlərin yandırılmasından deyil idarə olunan nüvə reaksiyası zamanı ayrılan istiliyin hesabına əldə edilir. Bu qurğuda istilikayırıcının, istilik daşıyıcının, turbin və elektrik cərəyanı generatorunun ümumi işi nəticəsində elektrik enerjisi istehsal edilir.
Nüvə reaktorunda - güclü mühafizəedici təbəqə ilə əhatələnmiş şaquli slindirvari qurğuda idarə olunan nüvə reaksiyası zamanı uran-235 atomu (₉₂U²³⁵ izotopu) sərbəs neytronla qarşılıqlı təsirdə olaraq hissələrə bölünür. Bu zaman bölünən hər bir atomdan yeni neytronlar meydana çıxır və bu neytronlar öz növbəsində başqa atomlarla qarşılıqlı təsirdə olaraq onların bölünməsinə səbəb olur. Nəticədə daha böyük miqdarda neytron seli yaranır. Belə reaksiyalar zəncirvari nüvə reaksiyası adlanır və reaksiyanın gedişi zamanı böyük miqdarda istilik enerjisi ayrılır və həmin enerjidən suyun buxara çevrilmsi üçün istifadə olunur.
İstifadə olunma xüsusiyyətlərinə görə nüvə reaktorları təcrübi, tədqiqat, izotop və energetik reaktorlardan ibarət olur:

• 
  Təcrübi reaktorlar nüvə reaktorlarının layihələndirilməsi və istismarı üçün vacib olan müxtəlif fiziki kəmiyyətlərin hesablanması üçün istifadə edilir. Bu reaktorların gücü bir neçə kVt-dan çox olmur;
  
• 
  Tədqiqat reaktorlarında aktiv zonada yaranan neytron və γ - kvant seli nüvə fizikası, bərk cisimlər fizikası, radiyasiya kimyası, bioloji tədqiqatlar və müxtəlif izototların (xüsusi ilə tibbdə istifadə olunan) istehsalında istifadə olunur;
  
• 
  İzotop (silah, sənaye) reaktorları müxtəlif izotopların istehsalında istifadə olunur, məsələn nüvə silahlarında istifadə olunan U²³⁵ (₉₄Pu²³⁹);
  
• 
  Energetik reaktorlar elektrik və istilik enerjisinin alınması, dəniz suyunun duzsuzlaşdırılması, gəmilərdə güc qurğularının hazırlanmasında və s. istifadə olunur.
  

Neytron spekrtinə görə reaktorlar istilik (yavaş) neytronları ilə işləyən reaktorlar, sürətli neytronlarla işləyən reaktorlar və aralıq neytronlarla ilə işləyən reaktorlara, nüvə yanacağının reaktorda yerləşdirilməsinə görə isə heterogen və homogen reaktorlara bölünür. Energetik reaktorlar adətən istilik neytronları ilə işləyən heterogen reaktorlardan ibarət olur.
Növündən asaılı olmayaraq hər bir reaktorun əsas tərkib hissələri aşağıdakılari əhatə edir:

• 
  aktiv zona;
  
• 
  istilikötürücü;
  
• 
  nizamlama sistemi (idarəedici çubuqlar);
  
• 
  radiasiyadan (şualanmadan) mühafizə;
  
• 
  məsafədən idarəolunma mərkəzi;
  
• 
  digər konstruksiya elementləri.
  

Reaktorda nüvə yanacağı yerləşdirilən sahədə - aktiv zonada uran-235 atomunun bölünməsi nəticəsində istilik enerjisi ayrılır. Ayrılan istilik maye və yaxud qaz şəklində istilikdaşıyıcı vasitəsilə aktiv zonadan istilikdəyişdiriciyə ötürülür. İstilikdaşıyıcı su, natrium (maye halda), carbon qazı ola bilər. İstilikdaşıyıcı ilə birlikdə bu qapalı sistem birinci dövrə (kontur) adlanır. İstilikdəyişdiricidə birinci dövrənin istisi ikinci dövrədəki suyu qaynama dərəcəsinə qədər qızdırır. Əmələ gələn yüksək təzyiqli buxar turbinə istiqamətləndirilir. Turbin isə öz növbəsində generatorun rotorunu hərəkətə gətirərək elektrik cərəyanı yaradır. Zəncirvari nüvə reaksiyasının sürəti idarəedici çubuqlar vasitəsilə idarə edilir. Bu çubuqlar adədən bor və kadmium maddəsindən hazırlanır. İdarəedici çubuqlar aktiv zonaya nə qədər dərin daxil edilərsə daha böyük miqdarda neytron udur və reaksiyanın sürəti, eyni zamanda ayrılan istiliyin miqdarı azalır. İdarəedici çubuqlar aktiv zonadan çıxarıldıqda isə reaksiyada iştirak edən neytronların miqdarı artır, daha çox uran atomu bölünür və böyük miqdarda istilik enerjisi ayrılır. İES-lərdə olduğu kimi AES-lərdə də istifadə olunmuş sudan təkrar istifadə üçün soyutma sistemi inşa edilir. Adətən istifadə olunmuş buxar qradirnilər vasitəsi ilə soyudularaq təkrar sistemə qaytarılır.

Nüvə reaktorlarının ən vacib xassəsi onun gücüdür - yəni müəyyən zaman kəsiyində ayırdığı istiliyin miqdarıdır. Sənaye reaktorlarının gücü meqavatla (MVt) ölçülür. 1MVt (10⁶Vt) güc saniyədə 3.10¹⁶ bölünmə aktına bərabər nüvə reaksiyasına uyğundur. İlk dəfə nüvənin bölünməsi uran atomunda (₉₂U²³⁵, ₉₂U²³⁸) müşahidə olunmuşdur. Eyni zamanda uran-233 və plutonium-239 izotoplarıda istilik və sürətli neytronların qarşılıqlı təsiri nəticəsində bölünür və nəticədə çoxlu miqdarda istilik ayrılır.
Aşağıda uran-235 izotopunun bölünməsi variantları göstərilmişdir:


₀n¹ +₉₂U²³⁵ →₅₂Te¹³⁷+₄₀Zr⁹⁷+₀n¹


₀n¹ +₉₂U²³⁵ →₅₆Ba¹⁴²+₃₆Kr⁹¹+₀n¹

Bu izotopun bölünməsi nəticəsində 200-dən artıq müxtəlıf izotopun, 35-dən artıq kimyəvi elementin əmələ gəlməsi müəyyən edilmişdir. Bu maddələrin böyük əksəriyyətı yüksək radioaktivliyə malikdir və həyat üçün böyük təhlükə törədir.

Atom fizikasının müasir inkişaf mərhələsində atom enerjisindən dinc məqsədlər üçün istifadə olunması əhəmiyyət kəsb edir. Məlumdur ki, 1 kg uranın (U²³⁵) parçalanmasından 80 milyard kJ istilik ayrılır ki, bu da 2,5 min ton daş kömürün yanmasından alınan istiliyə uyğun gəlir. Hüvə reak-siyası ilə yüngül elementlərin sintezi zamanı isə dahböyük miqdarda istilik ayrılır. Buradan aydın olur ki, nüvə enerjisi ehtyatlari tükənməzdir.
Atom-elektrik stansiyalarının əsas elementi reaktordur. Reaktorda atom yanacağı sayılan ağır elementlərin parcalanma (zəncirvari) reaksiyaları baş verir. Reaktordan istilik şəklində ayrılan atom enerjisinin əsas hissəsi, təqribən 82 % - i U²³⁵ –in bölünməsindən alınır. Bölünmə prosesi zamanı γ və β şüaları və neytronların enerjisi istiliyə çevrilir.