Jaderný reaktor PWR (VVER)
Pressurized light-Water moderated and cooled Reactor, Vodo-Vodjanoj Energetičeskij Reaktor
Nejbezpečnější typ reaktoru. Dukovanský reaktor používá chladivo i jako moderátor (i zde je chladivem voda). Tedy po odstartování reakce a rozbití jádra atomu uranu se neutron zpomalí ve vodě, čímž ji také ohřeje. Nevzniká zde pára, přestože se zde pracuje s teplotou chladiva kolem 300 °C (na vstupu do AZ 290°, na výstupu 320°), je v celém primárním okruhu tlak přibližně 12 MPa, při němž začne voda vařit až na mnohem vyšších teplotách.
V případě, že by se primární okruh porušil, a chladivo začalo vytékat (výpočet pravděpodobnosti potvrdil že se tak může stát zhruba jednou za 100 000 let), co se stane v reaktoru? Začne v něm ubývat chladiva, ale vlastně i moderátoru, tedy laicky řečeno uvolněný neutron bude mít menší pravděpodobnost že se přibrzdí, a tedy že způsobí další reakci. Znovu: bez chladiva v reaktoru nemůže existovat reakce. Reaktor má tak tendenci sám sebe odstavit v případě poruchy. Tímto se tedy vylučuje rovněž možnost výbuchu jako u JE Černobyl.
Reaktor vylučuje na základě fyzikálních a chemických zákonů roztavení AZ a splňuje všechny tyto požadavky na jadernou bezpečnost:
* Kombinace inherentních neutronových a termohydraulických charakteristik spolu se systémem řízení zajišťuje efektivní řízení reaktoru ve všech provozních stavech.
* Ze všech provozních stavů i havarijních podmínek je možno reaktor odstavit a udržovat v podkritickém stavu.
* Za všech provozních stavů i havarijních podmínek je zajištěno chlazení aktivní zóny.
* Termohydraulické limity takových parametrů, jako jsou minimální kritický poměr výkonů, minimální odchylka od bublinkového varu, místní teplota povrchu a teplota paliva, jsou stanoveny s dostatečnou rezervou.
* Stav aktivní zóny v průběhu havarijních podmínek je sledován vhodným systémem monitorování.
Stejné reaktory jsou pro svou vysokou bezpečnost používány kromě jaderných elektráren i k pohonu jaderných ponorek.
Jaderným palivem je obohacený uran ve formě tabletek oxidu uraničitého uspořádaných do palivových tyčí. Moderátorem i chladivem je obyčejná voda. Výměna paliva probíhá při odstaveném reaktoru zpravidla jednou za 1 až 1 a půl roku (nahradí se jedna třetina vyhořelého paliva).
Jaderný reaktor BWR
Boiling Water Reactor
Varný reaktor BWR je druhým nejrozšířenějším typem. Palivem je mírně obohacený uran ve formě válečků oxidu uraničitého uspořádaných do palivových tyčí. Palivo se mění stejně často jako v případě PWR. Obdobou PWR je i aktivní zóna a obyčejná voda coby chladivo a moderátor. Voda se ohřívá až k varu přímo v tlakové nádobě a v horní částí reaktoru se hromadí pára. Když se zbaví vlhkosti, žene se přímo k turbíně. Reaktory BWR jsou jednookruhové.
Těžkovodní reaktor CANDU
Canada Deuterium Uranium
Těžkovodní reaktor CANDU byl vyvinut v Kanadě a exportován také do Indie, Pákistánu, Argentiny, Koreje a Rumunska. Palivem je přírodní uran ve formě oxidu uraničitého, chladivem a moderátorem těžká voda D2O. Aktivní zóna se nachází v nádobě ve tvaru ležícího válce, která má v sobě vodorovné průduchy pro tlakové trubky. Těžkovodní moderátor v nádobě musí být chlazen, neboť moderační schopnost se snižuje se zvyšující se teplotou. Těžká voda z prvního chladicího okruhu předává své teplo obyčejné vodě v parogenerátoru, odkud se vede pára na turbínu.
Jaderný reaktor Magnox GCR
Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor
Plynem chlazený reaktor Magnox GCR se používá ve Velké Británii a Japonsku. Palivem je přírodní kovový uran ve formě tyčí pokrytých oxidem magnezia. Aktivní zńa se skládá z grafitových bloků (moderátor), kterými prochází několik tisíc kanálů; do každého se umisťuje několik palivových tyčí. Aktivní zóna je uzavřena v kulové ocelové tlakové nádobě s betonovým stíněním. Palivo se vyměňuje za provozu. Chladivem je oxid uhličitý, který se po ohřátí vede do parogenerátoru, kde předá teplo vodě sekundárního okruhu.
Jaderný reaktor AGR
Advanced Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor
Pokročilý plynem chlazený reaktor AGR se zatím používá výhradně ve Velké Británii. Palivem je uran obohacený izotopem 235U ve formě oxidu uraničitého, moderátorem je grafit, chladivem oxid uhličitý. Elektrárna je dvouokruhová.
Jaderný reaktor RBMK
Reaktor Bolšoj Moščnosti Kanalnyj
Reaktor typu RBMK (známá je také zkratka LWGR) se používá výhradně na území bývalého SSSR. Tohoto typu by reaktor první jaderné elektrárny v Obninsku i reaktor v Černobylu. Další reaktory tohoto typu se již nestaví. Palivem je přírodní nebo slabě obohacený uran ve formě oxidu uraničitého. Palivové tyče jsou uloženy v kanálech, kudy proudí chladivo - obyčejná voda. V tlakových kanálech přímo vzniká pára, která po oddělení vlhkosti pohání turbínu. Elektrárna je dvouokruhová. Moderátorem je grafit, který obklopuje kanály.
Jaderný reaktor HTGR
High Temperature Gas Cooled Reactor
Vysokoteplotní reaktor HTGR patří k velmi perspektivním typům jaderných reaktorů. Bezpečnost typu je na vysoké úrovni, reaktor poskytuje na výstupu velmi vysokou teplou. Má proto i velmi vysokou účinnost výroby elektrické energie (až 40 %). Teplo se může využívat nejen pro výrobu elektřiny, ale i přímo v různých průmyslových procesech, například metalurgických nebo při zplyňování uhlí. Vysokoteplotní reaktory jsou zatím vyvinuty pouze experimentálně v Německu, USA a Velké Británii.
Palivem je vysoce obohacený uran ve formě malých kuliček oxidu uraničitého. Kuličky povlékané třemi vrstvami karbidu křemíku a uhlíku jsou rozptýleny v koulích grafitu, velkých asi jako tenisový míček. Grafit slouží jako pevná, tepelně odolná schránka uranu i vznikajících radioaktivních zbytků i jako moderátor. Palivové koule se volně sypou do aktivní zóny, na dně jsou postupně odbírány. Chladivem je helium proháněné skrze aktivní zónu.
Jaderný reaktor FBR
Fast Breeder Reactor
Rychlý množivý reaktor FBR pracuje v Rusku (BN-600 v Bělojarsku), ve Francii (Seperphénix) a Velké Británii. V USA, Německu a Japonsku existují demonstrační elektrárny tohoto typu. V dlouhodobé perspektivě je těmto reaktorům přisuzován velký význam.
Palivem je plutonium ve směsi oxidu plutoničitého a uraničitého. Během provozu vyprodukuje více nového plutoniového paliva, než kolik ho sám spálí. Reaktor nemá moderátor, řízená štěpná reakce v něm probíhá působením nezpomalených, rychlých neutronů. Aktivní zóna tvořená svazky palivových tyčí je obklopena "plodivým" pláštěm z uranu. V každém litru objemu FBR se uvolňuje až desetkrát více tepla než u klasických pomalých reaktorů. Chladivem je sodík, který ze sekundárního okruhu proudí do parogenerátoru, kde ve třetím okruhu ohřívá vodu na páru.
