Nije tako katastrofalno kao što zvuči
Korištenje pojma "kritičnost" može se činiti suprotno intuitivnim kao način opisivanja normalnosti. U svakodnevnom govoru riječ često opisuje situacije s potencijalom katastrofe. Ipak, u kontekstu nuklearne energije "kritičnost" ukazuje da reaktor radi sigurno.
Kritičnost je balansirana država
Nuklearni reaktori koriste šipke za gorivo urana - duge, vitke, cirkonijevske metalne cijevi koje sadrže pelete sitnog materijala - stvaranje energije kroz fiziju. Fisija je proces razdvajanja jezgri atoma urana kako bi se oslobodili neutroni koji zauzvrat razdvoje više atoma, otpuštajući više neutrona. Kritičnost znači da reaktor kontrolira neprekidnu reakciju lanca fisije, pri čemu svaki fission događaj oslobađa dovoljan broj neutrona kako bi održao tekuće niz reakcija.
U uravnoteženom stanju kritičnosti, šipke za gorivo unutar nuklearnog reaktora proizvode i gube stalan broj neutrona, a sustav nuklearne energije je stabilan.
Fisija proizvodi veliku količinu energije u obliku vrlo visoke topline i zračenja. Zbog toga se reaktori nalaze u strukturama zatvorenim ispod debelih metalnih armiranobetonskih kupola. Elektrane iskoristiti ovu energiju i topline za proizvodnju pare za pogon generatora koji proizvode električnu energiju.
Kontroliranje kritičnosti
Kada se pokrene reaktor, broj neutrona se polako povećava na kontrolirani način. Kontrolne šipke koje apsorbiraju neutrone u reaktorskoj jezgri koriste se za kalibriranje proizvodnje neutrona. Kontrolne šipke izrađene su od elemenata koji apsorbiraju neutrone, kao što su kadmij, bor ili hafnium.
Što su dublje štapovi spušteni u reaktorsku jezgru, što više neutrona štapovi apsorbiraju i manje se fisija javlja. Tehničari podižu ili spuštaju upravljačke šipke u jezgru reaktora, ovisno o tome hoće li se više ili manje fisija, proizvodnja i snaga neutrona poželjeti.
Ako se pojavi kvar, tehničari mogu daljinski uroniti kontrolne šipke u jezgru reaktora kako bi brzo napunili neutrone i ugasili nuklearnu reakciju .
Što je superkritičnost?
Na početku, nuklearni reaktor ukratko se stavlja u stanje koje proizvodi više neutrona nego što je izgubljeno. Ovo stanje se zove "superkritično" stanje, što omogućava povećanje broja neutrona i povećanje snage. Kada se postigne željena snaga, prilagodbe se vrše kako bi reaktor stavio u kritično stanje koje održava ravnotežu neutrona i proizvodnju energije. S vremena na vrijeme, kao što je za održavanje isključivanja ili punjenje gorivom, reaktori se smjeste u "subkriticno" stanje, tako da se neutronska i proizvodnja energije smanjuju.
Daleko od zabrinjavajuće države koju je predložio njegovo ime, kritičnost je poželjno i neophodno stanje nuklearne elektrane koja proizvodi dosljednu i neprekidan tok energije.