Sedam posto
Heat of the Matter
Uranij ne gori. Njegove jezgre se lome.
Ako jezgra apsorbira neutron, može postati nestabilna. Raspadne se na dvije manje jezgre. Taj proces, fisija, pritom oslobodi energiju i nekoliko novih neutrona. Dio mase pretvori se u energiju. Puno energije.
Novi neutroni mogu udariti u druge jezgre. Koje se (opet) mogu raspasti. Koje svojim raspadom opet oslobode neutrone. I tako dalje.
Lančana reakcija.
Just right
Prepoznali smo taj mehanizam i naučili ga kontrolirati.
Ako reakcija ide prebrzo, snaga raste. Ako ide presporo, reaktor se gasi. Za elektrane nam treba nešto između: svaka fisija u prosjeku izaziva točno jednu novu. Stabilno. Predvidivo.
Nije svaki atom za to pogodan. Nije ni svaki izotop istog elementa. Prirodni uranij je 99 posto uranij-238, koji spore neutrone najčešće samo apsorbira. Uranij-235, jedini koji se pod sporim neutronima lako cijepa, čini sedam tisućinki.
Sporiji neutroni, to nije slučajnost. U mnogo reaktora namjerno usporavamo neutrone jer ih jezgre tada lakše "uhvate". Tu ulogu ima moderator, komponenta reaktora koja neutronima oduzima brzinu.
Under the lid
Reaktor nije samo gorivo. Ima nekoliko ključnih dijelova koji zajedno drže reakciju pod kontrolom.
Gorivo — obogaćeni uranij, složen u određenom obliku i rasporedu jer prostorni raspored određuje koliko se čestica susreće i koliko je reakcija stabilna.
Moderator — usporava neutrone na brzinu pri kojoj je fisija vjerojatnija.
Hladilo — odvodi toplinu iz jezgre prema sustavu za paru.
Kontrolne šipke — apsorbiraju neutrone. Gurneš ih dublje, reakcija se usporava. Izvučeš, ubrzava. Potpuno unutra, reakcija staje. Reaktor je ugašen.
Afterglow
Reaktor je ugašen, fisija stoji, nema više topline. Logično, ali netočno.
Fisija ne stvara samo energiju i neutrone. Stvara i fragmente, krhotine jezgri koje su se raspale, nestabilne izotope koji se raspadaju neovisno o lančanoj reakciji. Svaki raspad oslobađa toplinu.
Ugljenoj elektrani prestaneš dovoditi gorivo i vatra se ugasi. Reaktor nema tu opciju.
Odmah nakon gašenja ta toplina iznosi oko sedam posto prethodne pune snage. Za reaktor veličine onog u Krškom to je oko 140 megavata, dovoljno da svake sekunde ispari pedesetak litara vode. Kroz sate pada, kroz dane na djelić postotka. Djelić postotka nije nula.
Zato rashladni sustav mora raditi i nakon gašenja, ne zbog fisije, nego zbog fragmenata koje je ostavila. Bez odvođenja topline, gorivo se može oštetiti ili rastopiti.
Change of Duty
Lančanu reakciju gasiš u nekoliko sekundi. Toplina prestaje biti proizvod i postaje obveza.
Djeca urana nastavljaju prema svojim zadanostima.