Fisiune nucleară
Scindarea unui nucleu atomic greu, cum ar fi uraniul-235 sau plutoniul-239, în nuclee mai ușoare după absorbția unui neutron, cu eliberarea a circa 200 MeV de energie și a altor neutroni.
Când un nucleu de U-235 absoarbe un neutron lent (termic), devine instabil și se scindează, de obicei în două fragmente, de exemplu bariu și kripton, plus 2–3 neutroni rapizi. La fiecare fisiune se eliberează circa 200 MeV, peste 80% sub formă de energie cinetică a fragmentelor, care încălzește combustibilul.
O reacție în lanț susținută cere ca factorul efectiv de multiplicare k să fie egal cu 1. În reactoarele cu apă ușoară, un moderator (apa) încetinește neutronii ca să crească probabilitatea de fisiune; barele de control (bor, cadmiu, hafniu) și borul dizolvat absorb neutroni și reglează puterea. Reactorul poate fi controlat pentru că aproximativ 0,65% din neutronii de fisiune ai U-235 sunt întârziați cu câteva secunde, fiind emiși de fragmentele care se dezintegrează.
Reactoarele energetice folosesc uraniu slab îmbogățit (vezi îmbogățirea uraniului). U-238, izotopul fertil, captează și el neutroni și formează Pu-239, care furnizează circa o treime din energie spre finalul ciclului de combustibil. Reactoarele rapide, fără moderator, pot produce mai mult combustibil decât consumă.
În 2025 funcționau circa 415–440 de reactoare, cu aproximativ 375–400 GW, care produceau în jur de 2.800 TWh, circa 9% din electricitatea lumii, cu emisii pe ciclul de viață de circa 5–12 g CO2e/kWh (UNECE 2021).
Termeni înrudiți
Toți termenii →- Îmbogățirea uraniului
Procesul prin care crește ponderea izotopului fisil U-235 din uraniu peste valoarea naturală de 0,711%, pentru combustibil de reactor sau, la niveluri foarte mari, pentru material de arme.
- Reactor cu apă sub presiune (PWR)
Cel mai răspândit tip de reactor nuclear, în care apa sub presiune mare răcește miezul fără să fiarbă și transferă căldura unui circuit separat de abur.
- Reactor cu apă în fierbere (BWR)
Reactor nuclear cu apă ușoară în care agentul de răcire fierbe în zona activă, iar aburul rezultat antrenează direct turbina, fără generatoare de abur.
- Grad de ardere (burnup)
Energia termică extrasă din combustibilul nuclear pe unitatea de masă a metalului greu inițial, exprimată de obicei în gigawați-zi pe tonă (GWd/tHM).
- Fuziune nucleară
Unirea unor nuclee ușoare, precum deuteriul și tritiul, într-un nucleu mai greu, cu eliberare de energie; procesul care alimentează Soarele și o cale experimentală de producere a electricității.
- Combustibil nuclear uzat
Ansamblurile de combustibil scoase din reactor după utilizare, puternic radioactive și fierbinți, care conțin uraniu, plutoniu, produși de fisiune și actinide minore.