Нуклеарна електрана дели атоме урана у лакше елементе у процесу који се зове
нуклеарна фисија, а резултат тог процеса је огромна количина ослобођене
енергије у облику топлоте. Да би се ослободила довољна количина енергије
нужно је користити модератор нуклеарне реакције и у нуклеарним електранама тај
модератор је тешка вода. Тешка вода окружује шипке нуклеарног горива те
успорава слободне неутроне и тиме им повећава шансу за реакцију с реактивним
атомима У-235 пре него их улови нереактивни атом урана У-238. Тешка вода је
добила назив по томе што је тежа од обичне воде за 10%. То је због тога јер тешка
вода садржи већу концентрацију деутерија, изотопа атома водоника. [1]

Кад се догоди судар слободног неутрона и атом урана У-235 долази до

цепања атома У-235 на два мања атома и неколико слободних честица уз
ослобађање огромне количине енергије. Тешка вода која се налази унутар
реактора скупља ту енергију у облику топлине и преноси је до резервоара који
садржи обичну воду. Обична вода том се приликом претвара у пару која покреће
турбине ротора генератора електричне енергије. [2]

Слика 2

Шематски приказ рада нуклеарне електране

Треба, наравно, споменути да је разградња нуклеарног отпада и даље

највећи изазов у употреби нуклеарне енергије. Пошто нуклеарне електране морају
испунити највише стандарде сигурности - инциденти су изузетно ретки.

3. Делови нуклеарне електране

Уобичајено је да се целокупна опрема нуклеарних електрана дели у две

основне групе:
а) конвенционални део електране
б) нуклеарни део електране

Конвенционални део електране је у суштини идентичан за све електране,

како

нуклеарне

тако

конвенционалне.

Он

садржи

турбину

са

електрогенератором  и  циркулациони  круг  са  флуидом  у  који  улазе  цевоводи  за
пару, кондензатори паре и пумпе које враћају кондензат у систем. Нуклеарни део
електране  садржи  нуклеарни  реактор  који  је  извор  енергије  и  генераторе  паре  у
којима се топлота произведена нуклеарним процесима у реактору преноси на пару
као  покретач  за  турбину.  Реактор  и  генератори  паре  су  повезани  цевоводима
којима  циркулише  течност  за  хлађење  покретана  пумпама.  Реактор  и
парогенератори  врше  идентичну  функцију  као  парни  котао  у  конвенционалној
електрани.

Поред основног циркулационог круга са течношћу за хлађење, нуклеарни

део електране садржи и низ сигурносних и помоћних система којима се обезбеђује
сигурност погона, контрилише рад електране и одржавају радни параметри . Ови
системи

врше

низ

других

функција

као

што

су:

пуњење  и  празњење  примамог  циркулационог  круга  течношћу  за  хлађење;
пречишћавање  те  течости  и  уклањање  радиоактивних  отпадака,  контрола
хемијских  особина  течности  и  одвођење  заостале  топлоте  по  заустављању  рада
реактора у случају акцидената итд.

Нуклеарни део електране по правилу је просторно одвојен од

конвенционалног дела и смештен испод заштитне куполе чија је функција да у
случају акцидената на нуклеамом делу опреме спречи расипање радиоактивног
материјала по околини. [2]

Гориво је најчешће природни или обогаћени уранијум у облику метала или

оксида.  У  неким  се  електранама  користи  мешавина  оксида  плутонијума  и
уранијума. У централном делу, топлота у језгру реактора се добија контролисаном
нуклеарном  фисијом.  Фисијом  атома  горива  настају  брзи  неутрони.  Уколико  је
реактор такав да наставља ланчану реакцију користећи брзе неутроне, ради се о
брзом  реактору.  Међутим,  готово  сви  реактори  данас  у  употреби  су  термички
реактори  они  успоравају  неутроне  помоћу  модератора.  Успоравање  неутрона  се
још  зове  термализација,  а  успорени  неутрони  термички.  Модератор  неутрона  је
уређај  која  успорава  брзе  неутроне  настале  фисијама  до  термичких  брзина,
односно  енергија  (мање  од  1  MV).  У  зависности  од  типа  реактора,  модератор
може бити  вода (у том  случају је  вода уједно  и  модератор и расхладни медијум)
или графит. Брзи реактори немају модераторе.

Расхладни флуид је медијум који одводи топлоту насталу фисијама из

нуклеарног реактора. Често је расхладни флуид вода (обична или тешка), а може
бити  и  угљен-диоксид  или  хелијум.  Код  брзих  реактора  расхладни  медијум  је
растопљени  метал.  Топлотом  из  реактора  се  загрева  расхладна  течност  која  се
пумпа  кроз  реактор  и  тиме  уклања  енергију  из  реактора.  Топлота  из  нуклеарне
фисије  користи  се  за  добијање  паре,  која  пролази  кроз  турбине  који  покрећу
електричне генераторе.

Најзаступљенија врста енергетског нуклеарног реактора данас је реактор са

водом под притиском. То је термички реактор у ком је гориво слабо обогаћени
уранијум, најчешће у форми оксида, а обична вода је уједно и модератор и
расхладно средство.

Слика 4.

Реактор са водом под притиском

Други тип реактора који се користи је реактор са кључалом водом. Овде се

вода загрева у самом реактору, па нема потребе за генератором паре. Нежељена
могућност код ових електрана је пренос радиоактивности до парних генератора,
због чега је неопходна добра регулација. РБМК реактори се хладе водом, а