Termocentralet bërthamore shfrytëzojnë energjinë e lëshuar nga fission dhe e vënë atë për të përdorur për të përzënë gjeneratorët që prodhojnë energji elektrike. Megjithëse energjia bërthamore kontribuon vetëm me rreth 20 për qind të energjisë elektrike të prodhuar në Shtetet e Bashkuara, kapaciteti bërthamor i vendit është më i larti nga çdo vend tjetër - 101 gigawatt në 2010.
Komponentët e Përbashkët të Fuqisë Bërthamore
Reaktorët bërthamorë kanë këto komponentë të përbashkët:
Karburant - Uraniumi, një radioaktive, mineral i rëndë metalik, është karburantet më të zakonshme për reaktorët bërthamorë. Pas procesit të pasurimit, uraniumi bëhet një karburant shumë i koncentruar.
Një reaktor bërthamor komercial kërkon mijëra paund karburanti të pasuruar të uraniumit për të operuar. Energjia bërthamore civile në SHBA blen rreth 50 milionë paund karburante uraniumi (U3O8 ekuivalente) në vit, shumica e të cilave vijnë nga jashtë.
Uraniumi është minuar në vende në mbarë botën, kryesisht në Kazakistan, Kanada, Australi dhe Afrikë. Shtetet e Bashkuara janë ndër 10 prodhuesit më të lartë të uraniumit.
Shufrat e kontrollit - Të prodhuara nga një material absorbues neutrini, si kadmiumi, hafniumi ose bori, shufrat e kontrollit futen ose tërhiqen nga bërthama për të kontrolluar shkallën e reagimit ose për të ndaluar nëse është e nevojshme.
Moderator - Materiali në bërthamën e reaktorit që ngadalëson neutrone të lëshuara nga fisheza në mënyrë që të shkaktojnë më shumë ndarje.
Moderatori është zakonisht uji i zakonshëm (i lehtë), por mund të jetë ujë i rëndë (D20) ose grafit.
Ftohës - Lëng ose gaz që qarkullon nëpër bërthamë për të transferuar nxehtësinë nga ajo. Në reaktorët e ujit të lehtë, moderatori i ujit gjithashtu funksionon si ftohës primar.
Mbulimi - Reaktorët bërthamorë janë mbështjellë në struktura betoni të forta për të parandaluar që radioaktiviteti të shpëtojë në atmosferë.
Procesi themelor i energjisë bërthamore
Fizika bërthamore është shumë teknike, por procesi bazë për prodhimin e energjisë elektrike me energji bërthamore është si vijon:
Bërthama e reaktorit prodhon nxehtësi dhe radioaktivitet në një proces të quajtur fission, i njohur zakonisht si ndarje atomike. Brenda bërthamës së reaktorit është karburanti bërthamor i uraniumit. Ndërsa bërthamat e ndarjes së uraniumit, ato lëshojnë neutrone. Kur neutronët goditnin atomet e tjera të uraniumit, ato bërthama gjithashtu ndahen, duke i liruar neutronët e tyre për të goditur atome të tjera, duke shkaktuar më shumë ndarje. Kjo ndarje e vazhdueshme e atomeve është një reaksion zinxhir.
Ngrohja nga reaksionet e seksioneve të kontrolluara përdoret për të prodhuar avull nga uji, qoftë drejtpërdrejt si në reaktorin e ujit të valë (BWR), ose indirekt si në reaktorin e ujit nën presion (PWR), i cili përmban një gjenerator me avull.
Avulli drejton një turbinë që fuqizon një gjenerator.
Gjeneratori prodhon energji elektrike që shpërndahet në rrjetin elektrik.
Llojet e Reaktorit Bërthamor
Në mbarë botën përdoren lloje të ndryshme të reaktorëve të energjisë bërthamore. Megjithatë, llojet më të zakonshme janë reaktorët e ujit nën presion (PWR) dhe reaktorët me ujë të valë (BWR), të cilat klasifikohen si reaktorë me ujë të lehtë. Në Shtetet e Bashkuara, PWR dhe BWR janë të vetmet dy lloj të centraleve komerciale bërthamore në veprim.
- Reaktori me ujë të valëzuar (BWR) - Në këtë lloj reaktori, fiksimi prodhon nxehtësi që vlon ujë në thelbin e reaktorit. Avulli nga uji i vluar del një turbinë që e drejton një gjenerator për të prodhuar energji elektrike. Reaktorët në pjesën verilindore të Fukushima Naiishi të Japonisë, të dëmtuara në tërmetin dhe cunamin e marsit 2011, janë BWR-të.
- Reaktori i Ujesjellesit nen presion (PWR) - Ky lloj reaktori eshte me i zakonshmi per prodhimin e energjise. Përdor ujin si ftohës dhe moderator, një agjent që ndihmon në kontrollin e shpejtësisë së ndarjes. Në sistemin e mbyllur të ftohësit primar, uji, i nxehtë nga energjia termike nga ndarësi, ndërsa kalon përmes bërthamës, mbahen nën presion të lartë dhe prandaj nuk vlon. Avulli prodhohet në një qark të mesëm ftohës dhe përdoret për të fuqizuar një turbinë që drejton një gjenerator elektrik.
- CANDU dhe reaktorë të moderuar të ujit të rëndë - Këto dizajne përdorin ujin e rëndë si moderator. Uji i rëndë - me deuteri që zëvendëson dy atomet e hidrogjenit - si moderator ngadalëson neutronet në procesin e ndarjes dhe lejon përdorimin e uraniumit natyror, në vend të uraniumit të pasuruar si lëndë djegëse.
- Reaktori modular i krevateve me guralecë - Një reaktor me temperaturë të lartë që përdor ftohjen dhe karburantin e heliumit të mbështjellë në sferat e grafitit dhe silic karabit për të siguruar mbajtjen e produktit të fiksuar dhe rezistencën ndaj shkrirjes.