- مركز المفاعل أو قلب المفاعلوهو الجزء الذي يحتوي على وحدات الوقود النووي وتتم فيه سلسلة الانشطار النووي.
- السائل المهدئ moderator ويستعمل الماء عادة لخفض سرعة
النيوترونات وبالتالي معدل الانشطار النووي كما أنه ينقل الحرارة الناتجة
من التفاعل النووي ويتحول جزء منه إلى بخار عال الضغط، يستغل في تشغيل
التوربين.
- حاويات تحيط بقلب المفاعل والماء، مصنوعة من الحديد الصلب ذات
جدران سميكة(نحو 25 سم)، للاحتفاظ بضغط البخار عاليا، ولمنع تسرب الأشعاعات
الناتجة من الأنشطار النووي إلى الخارج والوقاية منها. يخرج بخار الماء
بضغط يبلغ 400 ضغط جوي وتكون درجة حرارته نحو 450 درجة مئوية بواسطة
أنابيب متينة من حاوية المفاعل، وهي تسمى أحيانا خزان الضغط للمفاعل .
- مبادلات حرارية يأتي البخار عالى الضغط من المفاعل إلى
المبادلات لفصل دائرتي الماء، الدائرة الأولية التي تلف في المفاعل وهذه
تكون عالية الإشعاع نظرا لتلامسها مع الوقود النووي. لذلك تُفصل عن
الدائرة الثانوية للماء الساخن المضغوط، ويتحول هذا الماء في الدائرة
الثانوية عند مغادرته المبادل الحراري إلى بخار ماء عالي الضغط والحرارة
ويوجه إلى توربين لتوليد الكهرباء.
- مولد كهربائي عملاق يديره التوربين ويولد التيار الكهربائي.
بذلك تتحول الطاقة النووية إلى طاقة حرارية ثم إلى طاقة حركة
للتوربين والمولد الكهربائي الذي يحولها إلى طاقة كهربائية لشغيل المصانع
وإنارة المنازل.
الحالة الحرجة
لغرض تحفيز سلسلة عمليات الأنشطار النووي في مركز المفاعل النووي يستعمل ما
يسمى بالوقود النووي والتي هي في الغالب اليورانيوم-235 أو
البلوتونيوم-239. والفكرة تكمن في تحفيز انشطار في أنوية ذرات
اليورانيوم-235 والبلوتونيوم-239 لايصالهما إلى مرحلة ما يسمى الكتلة
الحرجة.
لتوضيح مفهوم الكتلة الحرجة تصور ان هناك كرة بحجم قبضة اليد مصنوعة من
يورانيوم-235، بعد تحفيز أولي لعملية الأنشطار النووي بواسطة تسليط حزمة من
النيوترون على الكرة سيتولد في المتوسط عدد 2.5 من النيوترونات جراء هذا
الأنشطار الأول لنواة ذرة اليورانيوم-235. وهذا يكون كافيا لبدأ انشطار ثان
في نواة أخرى من اليورانيوم-235. وأثناء هذه التفاعلات التسلسلية من
الأنشطارات في اليورانيوم يُفقد الكثير من النيوترونات الناتجة من التفاعل
وتخرج من سطح كرة اليورانيوم، وبفقد تلك النيوترونات يتوقف التفاعل النووي.
لهذا يجب أن يكون معدل توليد النيوترونات داخل الكرة مساو على الأقل لعدد
النيوترونات المتسربة إلى الخارج حتى تستمر عمليات الأنشطار، وتسمى تلك
الحالة الحالة الحرجة. وهنا يأتي دور الكتلة الحرجة التي يمكن تعريفها بالحد الأدنى من كتلة مادة نووية معينة كافية لدوام سلسلات متعاقبة من الأنشطارات.
إذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة يتطلب تسليطا
مستمرا بالنيوترونات لتحفيز الأنشطار الأولي للنواة فان هذه الكتلة تسمى
الكتلة دون الحرجة.
اذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة قادرة على تحمل
سلسلات متعاقبة من الأنشطار النووي حتى بدون اي تحفيز خارجي بواسطة تسليط
نيوترونات خارجية فيطلق على هذه الحالة الكتلة الفوق حرجة وهي المرحلة
المطلوبة لتصنيع القنبلة النووية.
تعتبر أستراليا، كازاخستان، كندا، جنوب أفريقيا، البرازيل، ناميبيا من
أكبر الدول المصدرة لليورانيوم وتباع عادة بسعر يتراوح من 80 - 100 دولار
للكيلوغرام الواحد وبعد الحصول عليه يتم طحنه وتحويله إلى مايسمي بالكعكة
الصفراء التي يتم تحويلها فيما بعد إلى هيكسافلوريد اليورانيوم uranium
hexafluoride ويتم بعد ذلك عملية اخصاب اليورانيوم.
