Kernreactor

Een kernreactor is een opstelling waarin reacties met atoomkernen plaatsvinden. Meestal wordt hiermee bedoeld een vat waarin deze reacties spontaan plaatsvinden met het doel energie op te wekken, bepaalde isotopen te produceren of door kernreacties bepaalde stralingssoorten op te wekken. In kerncentrales bevinden zich een of meer kernreactoren die primair bedoeld zijn voor het opwekken van energie.

Spontane kernreacties treden op bij aanwezigheid van een voldoende grote hoeveelheid (kritische massa) van splijtbare isotopen, zoals Uranium-238 verrijkt met Uranium-235. Bij splitsing van een uraniumkern komen naast de 'grote' brokstukken die met grote snelheid en energie uiteenspatten, ook een paar snelle neutronen vrij. Als deze worden afgeremd door een aantal botsingen met lichte kernen in de reactor (de moderator) worden dit langzame neutronen, die zelf weer door een splijtbare kern kunnen worden ingevangen en die tot splijting kunnen brengen. Op het moment dat per kernsplijting gemiddeld 1 neutron ontstaat dat zelf ook weer een nieuwe kernsplijting op gang brengt is de reactor kritisch geworden en blijft de kettingreactie in stand. Een superkritische reactor (meer dan 1 effectief neutron per splijting) leidt tot een uit de hand lopende kernreactie en in een fractie van een seconde tot een kernexplosie, de afloop die men in een kernreactor ten koste van alles wil voorkomen maar die het doel is van een atoombom. Hierom hebben kernreactoren uitgebreide veiligheidsvoorzieningen en zijn ze liefst zo gebouwd dat bij superkritisch worden de reactor zo verandert dat de reactie vanzelf uitdooft ('inherent veilige' reactors). Als moderator kan bv. grafiet of zwaar water worden gebruikt.