Det er ikke så katastrofalt som det høres ut
Bruk av begrepet "kritikk" kan virke mot-intuitiv som en måte å beskrive normalitet på. I hverdagslige perler beskriver ordet ofte situasjoner med potensial for katastrofe. I kjernefysisk sammenheng indikerer "kritikk" imidlertid at en reaktor opererer trygt.
Kritikken er en balansert stat
Kjernereaktorer bruker uranbrenselstenger - lange, slanke, zirkoniummetallrør som inneholder pellets av klyvbart materiale - for å skape energi gjennom fisjon. Fisjon er prosessen med å dele kärnene i uranatomer for å frigjøre nøytroner som igjen deler flere atomer, og frigjør mer nøytroner. Kritikk betyr at en reaktor kontrollerer en vedvarende fisjonskjedereaksjon, hvor hver fissionshendelse frigir et tilstrekkelig antall nøytroner for å opprettholde en pågående serie reaksjoner.
I en balansert tilstand av kritisk betydning produserer brennstenger inne i en atomreaktor og mister et konstant antall nøytroner, og atomkraftanlegget er stabilt.
Fisjon produserer mye energi i form av svært høy varme og stråling. Derfor er reaktorer plassert i strukturer som er forseglet under tykke metall-armerte betong kupler. Kraftverk benytter denne energien og varmen til å produsere damp for å kjøre generatorer som produserer strøm.
Kontrollerer kritikk
Når en reaktor starter opp, økes antallet nøytroner sakte på en kontrollert måte. Neutronabsorberende kontrollstenger i reaktorkjernen brukes til å kalibrere nøytronproduksjon. Kontrollstavene er laget av nøytronabsorberende elementer som kadmium, bor eller hafnium.
Jo dypere stengene senkes inn i reaktorkjernen, desto mer nøytroner stenger absorberer og mindre fisjon oppstår. Teknikere trekker opp eller senker kontrollstengene inn i reaktorkjernen, avhengig av om mer eller mindre fisjon, nøytronproduksjon og kraft er ønsket.
Skulle en funksjonsfeil oppstå, kan teknikere fjernstyrke kontrollstenger inn i reaktorkjernen for raskt å suge nøytroner og stenge kjernevirkningen .
Hva er superkritisk?
Ved oppstarten blir kjernefysiske reaktoren kort satt inn i en tilstand som produserer mer nøytroner enn tapt. Denne tilstanden kalles "superkritisk" tilstand, noe som gjør at neutronpopulasjonen kan øke og mer kraft til å bli produsert. Når den ønskede kraftproduksjonen er nådd, blir det gjort justeringer for å plassere reaktoren i kritisk tilstand som opprettholder nøytronbalanse og kraftproduksjon. Til tider, for eksempel ved vedlikeholdsavstengning eller tanking, blir reaktorer plassert i en "subkritisk" tilstand slik at nøytron og kraftproduksjon reduseres.
Langt fra den bekymrende tilstanden som er foreslått av navnet, er kritikk en ønskelig og nødvendig tilstand for et atomkraftverk som produserer en konsekvent og stabil strøm av energi.