waterreactoren

Waterreactoren zijn een klasse kernreactoren die water gebruiken als zowel moderator als koelmiddel. Door kernsplijting in brandstofstaven komt warmte vrij; die warmte wordt meestal omgezet in stoom om een turbine aan te drijven en zo elektriciteit op te wekken. Bij waterreactoren speelt water een duale rol: het vertraagt neutronen zodat de kettingreactie kan doorgaan en tegelijkertijd transporteert het de warmte uit de kern.

De belangrijkste typen zijn de lichte-waterreactoren (LWR), waaronder de drukwaterreactor (PWR) en de kookwaterreactor (BWR). In een PWR blijft het primaire koelcircuit onder hoge druk zodat het water niet kookt; de warmte wordt via een warmtewisselaar overgedragen aan een secundaire kring waarin stoom wordt gegenereerd die de turbine aandrijft. In een BWR wordt het water in de kern direct omgezet in stoom dat rechtstreeks de turbine voedt; de stoom wordt daarna gecondenseerd en teruggevoerd naar de reactor. Beide ontwerpen gebruiken meestal brandstofelementen met uranium verrijkt tot een niveau geschikt voor de gewenste reactierespons, en cladding van materialen zoals zirconium.

Naast LWR bestaan er ook waterreactoren die water gebruiken als moderator maar met andere configuraties, zoals zware-waterreactoren (PHWR) die zware waterstofoxide (D2O) als moderator gebruiken en vaak ook als koelmiddel, waardoor ze een gunstiger neutronenorganisatie hebben en onder bepaalde omstandigheden natuurlijk uranium kunnen gebruiken.

Veiligheid en werking berusten op meerdere barrières en redundante koelsystemen. De meeste waterreactoren bevinden zich in industriële kerncentrales en leveren een aanzienlijk deel van de wereldwijde elektriciteit. Ze vereisen strikte regelgevende controles, regelmatige inspecties en periodieke brandstofvernieuwing.