כור גרעיני

'''כור גרעיני''' הוא מתקן שבו מבוקרת תגובת שרשרת של ביקוע גרעיני. כיום המושג מתייחס רק לכורים המבצעים ביקוע, שכן תהליך היתוך מבוקר אינו קיים בתעשייה. הכור מנצל את חום הביקוע להנעת תחנת כוח לייצור חשמל. אנרגיה גרעינית גדולה הרבה יותר מזו של תגובות כימיות רגילות ביחס למסת הדלק.

בשלהי 1938 הסבירה ליזה מייטנר את תהליך הביקוע: כניסת נייטרון לגרעין כבד גורמת לפיצולו ולשחרור אנרגיה. לאו סילארד הבין שמוצרי הביקוע עשויים לכלול נייטרונים ולהפעיל תגובת שרשרת. אנריקו פרמי בנה ב-1942 את הכור הראשון למטרות מחקר באוניברסיטת שיקגו. ב-1944 נבנה באתר הנפורד כור בקנה מידה מלא כחלק ממאמצי פרויקט מנהטן, והוא ייצר פלוטוניום שהשתמשו בו בפצצת האטום שהוטלה על נגסאקי.

הליבה היא המקום שבו מתקיים הביקוע. הדלק הגרעיני מסודר במוטות. מוטות בקרה - עשויים חומר הסופג נייטרונים - מוכנסים או מורידים כדי לשלוט בקצב הביקוע. דוגמאות לחומרים אלה הן בור וקדמיום. הכנסת מוטות הבקרה עד תום עוצרת את התגובה; זהו "הדממה" (Shutdown). כשתגובות הביקוע שומרות על עצמן, הכור במצב "קריטי" - כלומר התגובה יציבה.
הליבה מוגנת בשכבות עופרת ובטון כדי למנוע פגיעה ושחרור חומרים רדיואקטיביים לאוויר.

החום שנוצר בליבה מועבר החוצה על ידי נוזל קירור. המים הם הקירור הנפוץ ביותר. לפעמים משתמשים במים כבדים, בהם המימן מוחלף בדאוטריום, שמאטוּת הנייטרונים טובה יותר והם בולעים פחות נייטרונים. נוזל הקירור בתוך הליבה נעשה רדיואקטיבי ולכן מוגן היטב. דליפה מסוכנת, ומחסור בקירור עלול להוביל להתחממות קיצונית של הליבה.

בכורים סטנדרטיים יש שתי מערכות שחלוף חום. במערכת הראשונה החום עובר מנוזל קירור רדיואקטיבי לנוזל נקי דרך מחלף חום. כך נוצר קיטור שמניע טורבינות ומייצר חשמל, בלי שהנוזל הרדיואקטיבי יוצא מהליבה. השלב השני כולל מעבה (condensor) שמחזיר את הקיטור למים ומעביר חום לנוזל קירור חיצוני. בגלל הצורך במים, תחנות כוח גרעיניות רבות בנויים ליד הים.

הדלק הנפוץ הוא אורניום. האיזוטופ שעושה את רוב העבודה הוא אורניום-235, הוא נדיר יותר מאורניום-238 וניתן לביקוע בקלות יחסית. חלק מהכורים משתמשים באורניום טבעי (כמו כורים מסוג CANDU), אחרים משתמשים באורניום מועשר. פלוטוניום אינו קיים בטבע; הוא מיוצר בכורים מסוימים, ולעיתים הוא משמש כחומר גלם לנשק. פסולת הדלק מכילה יסודות כבדים רדיואקטיביים ורעילים. כשמוציאים מוטות דלק מהליבה הם קורנים באור כחול מתכתי, תופעה שנקראת קרינת צ'רנקוב.

שני האסונות המזוהים ביותר הם צ'רנוביל ב-1986 ופוקושימה ב-2011. תקלות בכור עלולות לגרום לשחרור חומרים רדיואקטיביים ולעתים לנזק סביבתי וחברתי רב.

פיתוח כורים קטנים וממוזערים נועד להקטין סיכונים ולהתאים כורים לסביבות שונות. כור מודולרי קטן הוא קטן יותר מאשר כור רגיל. ניתן לשלב כמה כורים כאלה יחד כדי לקבל כוח חשמלי גבוה. בשנים האחרונות הודגם כור קטן שתוכנן עם חלקים נייחים כדי להפחית תקלות, ומדינות הביעו עניין בטכנולוגיה הזו.

בישראל פועלים שני כורים גרעיניים למחקר. הראשונים הוקמו ב-1958 וב-1959. הראשון נמצא במרכז במחקר גרעיני בשפך נחל שורק. השני נמצא בקיריה למחקר גרעיני באזור דימונה. הכורים מופעלים על ידי הוועדה לאנרגיה אטומית. אין בישראל כורים שמייצרים חשמל לצריכה אזרחית, אף על פי שהיו תוכניות שונות בעבר.

'''כור גרעיני''' הוא מבנה שבו מפוצלים גרעיני אטום. "ביקוע" הוא פירוק גרעין לשני חלקים. זה משחרר הרבה חום.

המדענים גילו את הביקוע בסוף שנות ה-30. אנריקו פרמי בנה את הכור הראשון למטרות מחקר ב-1942. מאוחר יותר השתמשו בכורים גם להכנת חומרים מיוחדים.

בליבה נמצאים מוטות דלק. יש גם מוטות בקרה. מוטות בקרה סופגים נייטרונים. נייטרון הוא חלקיק זעיר מאוד בתוך האטום. כשמכניסים את מוטות הבקרה עד הסוף, התגובה נעצרת.
הליבה עטופה בבטון וכיסוי כדי לשמור עליה.

נוזל קירור, בדרך כלל מים, לוקח את החום החוצה. יש מים רגילים ויש "מים כבדים". מים כבדים הם כמו מים רגילים, אבל הם קצת שונים בתוך האטום.
הקירור יכול להיות רדיואקטיבי, לכן שומרים עליו היטב.

הדלק הוא בדרך כלל אורניום. אורניום-235 הוא החלק שעוזר לביקוע לעבוד. פסולת הדלק מסוכנת ולכן צריך לטפל בה בזהירות. כשמוציאים את מוטות הדלק הם יכולים לזהור בצבע כחול, זוהי קרינת צ'רנקוב.

לפעמים קרו תאונות גדולות, כמו צ'רנוביל ופוקושימה. תאונות כאלה מזיקות לסביבה ולאנשים.

יש גם כורים קטנים. כור קטן הוא קטן יותר וניתן לשים כמה יחד. מטרת הכורים הקטנים היא להיות בטוחים יותר ונוחים יותר.

בישראל יש שני כורים למחקר. הם הוקמו בסוף שנות ה-50. הם לא מיועדים להנעת תחנות כוח רגילות.