انرژی هسته ای چگونه کار می کند

در ایالات متحده، دو سوم راکتورها راکتورهای آب تحت فشار (PWR) و بقیه راکتورهای آب جوش (BWR) هستند.در یک راکتور آب جوش، که در بالا نشان داده شده است، آب اجازه داده می شود تا به بخار بجوشد و سپس از طریق یک توربین برای تولید برق فرستاده می شود.

در راکتورهای آب تحت فشار، آب هسته تحت فشار نگه داشته می شود و اجازه نمی دهد که بجوشد.گرما با یک مبدل حرارتی (که مولد بخار نیز نامیده می شود)، به آب خارج از هسته منتقل می شود، آب بیرون را می جوشاند، بخار تولید می کند و توربین را تامین می کند.در راکتورهای آب تحت فشار، آبی که جوشانده می شود از فرآیند شکافت جدا است و بنابراین رادیواکتیو نمی شود.

پس از استفاده از بخار برای نیرو دادن به توربین، آن را خنک می کنند تا دوباره به آب متراکم شود.برخی از گیاهان از آب رودخانه ها، دریاچه ها یا اقیانوس ها برای خنک کردن بخار استفاده می کنند، در حالی که برخی دیگر از برج های خنک کننده بلند استفاده می کنند.برج های خنک کننده به شکل ساعت شنی نقطه عطف آشنا بسیاری از نیروگاه های هسته ای هستند.به ازای هر واحد برق تولید شده توسط یک نیروگاه هسته ای، حدود دو واحد گرمای هدر رفته به محیط زیست دفع می شود.

اندازه نیروگاه های هسته ای تجاری از حدود 60 مگاوات برای اولین نسل از نیروگاه ها در اوایل دهه 1960 تا بیش از 1000 مگاوات متغیر است.بسیاری از نیروگاه ها دارای بیش از یک راکتور هستند.به عنوان مثال، نیروگاه پالو ورد در آریزونا از سه راکتور مجزا تشکیل شده است که هر کدام 1334 مگاوات ظرفیت دارند.

برخی از طرح‌های راکتور خارجی از خنک‌کننده‌هایی به غیر از آب برای انتقال گرمای شکافت از هسته استفاده می‌کنند.راکتورهای کانادایی از آب مملو از دوتریوم (به نام "آب سنگین") استفاده می کنند، در حالی که راکتورهای دیگر با گاز خنک می شوند.یک کارخانه در کلرادو، که اکنون برای همیشه تعطیل شده است، از گاز هلیوم به عنوان خنک کننده (به نام راکتور خنک کننده با گاز با دمای بالا) استفاده می کند.تعداد کمی از گیاهان از فلز مایع یا سدیم استفاده می کنند.