Werking Kerncentrale

1 kernsplijting:

Het proces waarmee de energie in een kernreactor uit de brandstof

(in de meeste gevallen uranium) haalt, is het proces van de kernsplijting.

maar hoe werkt dit?

elk atoom heeft een kern, die bestaat uit protonen met een

positieve lading en neutronen zonder lading.

Een atoom heeft altijd evenveel elektronen als protonen.

Als een atoom een proton meer of minder krijgt wordt het een ander soort atoom.

Maar een atoom kan vaak wel een verschillend aantal neutronen hebben.

We zeggen dan dat er verschillende isotopen zijn van dat element.

Sommige isotopen, vooral van erg zware elementen, zijn instabiel:

dat betekent dat de kern uit elkaar valt.

Dat kan heel snel gaan, maar het kan ook miljoenen jaren duren, dat verschilt per isotoop.

De isotoop die in de meeste kernreactoren als brandstof gebruikt wordt, is uranium (235U). Omdat de kern van uranium-235 een beetje instabiel is, kan je die goed laten splijten door er iets tegenaan te schieten. Dat gebeurt met losse neutronen: er wordt een los neutron tegen een uranium-235-kern aangeschoten, waardoor die uit elkaar valt in twee atomen en twee of drie losse neutronen. Het mooie is, dat die neutronen dan weer kunnen dienen om de volgende uraniumkern mee te splijten. Zo heb je dus een kettingreactie.

Maar behalve twee nieuwe atomen en twee losse neutronen komt er nog iets anders vrij bij deze kernsplijting: energie! En niet zo’n beetje ook!Na een kernsplijting blijft er net iets minder massa over dan ervoor: als je de massa van de splijtingsproducten bij elkaar optelt, kom je net niet uit op de massa van een uraniumatoom plus de massa van een neutron. Waar is die massa dan naartoe? Die is omgezet in energie! En een heel klein beetje massa bevat een hele grote hoeveelheid energie.  Zo werkt kernsplijting.

2 Reactorvat:

De kernsplijting gebeurd in het reactorvat.

Het reactorvat in een met daarin water, staven van Uranium en regelstaven.

Deze 2 soorten staven liggen in het midden van het vat en zijn compleet omringd met water. Maar niet zo maar water, dit water is zwaar water. Het heeft namelijk 1 neutron meer waardoor de rondvliegende neutronen uit het kernsplijtings-proces sneller afremmen. Het afremmen van deze neutronen kan ook worden geregeld door de regelstaven. Deze liggen tussen de Uraniumstaven in en kunnen omhoog en naar beneden worden geschoven. Ze bestaan uit grafiet en remmen, net zoals zwaar water, de rondvliegende Uranium neutronen af. Hoe verder deze regelstaven tussen de uranium staven worden geschoven, hoe langzamer het kernsplijtings-proces. Hierdoor kan het proces dus compleet mee stil worden gelegd. En stopt het opwekken van energie. Dit is handig want als zo'n proces te lang door gaat kan de kernreactor over hit raken en exploderen. De kerncentrale in Tsjernobyl explodeerde ook omdat de regelstaven te laat werden ingezet.

Dus, met regelstaven kun je de kernsplijting versnellen vertragen en stoppen.

De energie die vrijkomt bij de kernsplijting in het reactorvat is warmte. Deze hitte brengt het water in het reactorvat aan de kook en zorgt voor waterdamp.

3 Kerncentrale van binnen.

Deze waterdamp drijft dan via een turbine een generator aan die stroom opwekt. De waterdamp wordt gekoeld door en special systeem dat je hier kan zien. Er wordt koud water in de warmtewisselaar gepompt zodat het koud zware water weer het reactorvat kan binnentreden.

4 Kerncentrale van buiten.

Een kerncentrale is makkelijk te herkennen, de meeste denken direct aan een gigantische ronde toren met veel rook.

Het zit heel anders. Op deze foto zie je een Kerncentrale, dit is waar het reactorvat zich bevind.

Dit is waar de waterdamp uit het reactorvat word heen gebracht en word omgezet in Stroom.

En dit is waar de overgebleven waterdamp word gekoeld tot koud zwaar water, om direct hergebruikt te worden.

Dus:

Hier word geen stroom opgewekt, en bevind zich ook geen reactorvat. Dit is ook geen rook maar waterdamp wat niet is afgekoeld.

En om je een je een beeld te geven over alle kerncentrales in de wereld:

Nu weet je hoe een kerncentrale werkt.