KURZUS: Műszaki fizika alapjai

MODUL: XI. modul: Az atommag szerkezete

30. lecke: Energiatermelés az atommagok segítségével

| Feldolgozandó:
Jegyzet: Energiatermelés az atommagok segítségével (és alfejezetei) Jegyzet: Radioaktív hulladék "Bevezetés a magfizikába" előadás prezentáció Példatár: 33. lecke Magfizika
Tanulási célok: A lecke anyagának feldolgozása után Ön képes lesz:
Elmondani, miért a könnyű atommagok fúziójával vagy a nehéz magok hasításával lehet energiát termelni. Felvázolni a láncreakció menetét az uránban. Elmondani, mi a neutronok lassításának szerepe és hogyan érik ezt el az atomerőművekben. Elmondani az egyes uránizotópok körülbelüli előfordulási arányát és jellemezni eltérő viselkedésüket a magreakciók szempontjából. Vázolni egy atomerőmű szerkezetének fő elemeit és elmagyarázni, hogyan történik a teljesítmény szabályozása. Elmondani, milyen fő nehézségeket kell leküzdeni a magfúzió esetén. Ismertetni a TOKAMAK és a lézeres fúzió alapgondolatát.
Támpontok a tanuláshoz
A lecke elején érdemes felfrissíteni a magok kötési energiájáról korábban tanult ismereteket, mert ez határozza meg, milyen tömegszámok esetén melyik magreakció-típus az, amelyik segítségével energiát lehet termelni.
A maghasadásos energiatermelés megértésének kulcsa az uránban zajló láncreakció részleteinek megismerése. Ezért az erről szóló rész minden részletét alaposan meg kell érteni. (A gyors és lassú neutronok közti különbség, az uránizotópok közti különbség stb.)
Az atomerőművekről a reaktortartály belsejét mutató vázlat a leglényegesebb, ezt a rajzot önállóan is tudni kell reprodukálni elmondva az egyes részekről azok szerepét.
A fúziós energiatermelésről szóló résznél a Lawson-kritérium megértése a kulcspont, mert ebből érthető meg a két eltérő megközelítésű módszer lényege.
A radioaktív hulladékról szóló rész kiegészítő olvasmánynak tekintendő.

| Ellenőrző kérdések
1. Milyen fizikai folyamatok termelik az energiát a Paksi Atomerőműben?
| Magfúzió.
| Atommaghasadás.
| Radioaktív bomlás.
| Gerjesztés és ionizáció.
2. A moderátor szerepe az atomreaktorban az, hogy...
| a keletkezett radioaktív anyagokat semlegesítse.
| a keletkezett energiát elvezesse.
| a keletkezett gyors neutronokat lelassítsa.
| a keletkezett neutronok egy részét elnyelje.
3. Mit jelent a dúsítás fogalma az uránizotóppal működő atomreaktor esetén?
| Dúsítás során a kis koncentrációjú 235-ös tömegszámú uránizotópok arányát növelik.
| Dúsítás során a kis koncentrációjú 238-as tömegszámú uránizotópok arányát növelik.
| Dúsítás során a fogyóban lévő moderátor koncentrációját emelik.
| Dúsítás alkalmával a 235-ös és 238-as tömegszámú izotópok mellé más tömegszámú izotópokat is kevernek.
4. Az atomreaktorokban használt szabályozórudaknak olyan anyagból kell készülniük, amelyek jól elnyelik...
| a hasadóanyagokat.
| a hasadáskor keletkező neutronokat.
| a hasadáskor keletkező nagyobb tömegszámú végtermékeket.
| a hasadáskor keletkező radioaktív sugárzást.
Ha a lecke feldolgozásában elakad, kérje a tutor segítségét!