Hvordan fungerer et atomkraftværk? Er nukleare anlæg farlige?

Mange mennesker lige i begyndelsen af ​​samtalen om nukleartstationer begynder straks at sige, at det er meget farligt, og at de skal opgives. Til dels har de ret, men deres frygt er meget overdrevet. For at slippe af med en sådan stereotype, skal du bare forstå, hvordan stationen fungerer, og sørge for, at indtrængen af ​​radioaktive elementer i miljøet simpelthen er umulig. Selvfølgelig, hvis stationen fungerer normalt. Det eneste spørgsmål er, hvordan det fungerer nøjagtigt, og hvor er grænserne for dette regulære regime. I dag vil vi tale om design af et atomkraftværk, deres typer og hvordan de producerer elektricitet gennem fission af uranatomer. Jeg vil specielt tale på almindeligt sprog.

Selv billedet er lidt skræmmende, men ikke alt er så skræmmende.

Indholdet

• 1 Hvornår dukkede det første atomkraftværk op
• 2 Hvor meget energi producerer et kernekraftværk?
• 3 Er nukleare anlæg farlige
• 4 Hvad fungerer et atomkraftværk på
• 5 Hvad er nukleare anlæg
• 6 Sådan fungerer et atomkraftværk
• 7 Ulykker med radioaktive frigivelser

Hvornår dukkede det første atomkraftværk op

Det første alvorlige skridt hen imod brugegenskaber ved atomfission, inklusive atomvåben og fredelige atomer, var testen for den første atombombe i 1945. Det skete 16. juli på en træningsplads i delstaten New Mexico. I løbet af disse retssager opdagede mange, at rædslerne fra 2. verdenskrig var forsvundet lidt imod, hvad der kunne sket, sådanne våben optrådte lidt tidligere.

De første atomprøver i USSR i USSRforekom først efter 4 år - den 29. august 1949. Siden da har de to største magter haft teknologier, der gjorde det muligt for dem ikke kun at skræmme hinanden med deres styrke, men også arbejde til fordel for et fredeligt atom og brugen af ​​denne destruktive kraft for at bringe lys og varme til ethvert hjem.

Andre måder at få energi på: Hvordan Jorden kan tjene som en kilde til udømmelig energi

Det første atomkraftværk blev lanceret i1954 i området Obninsk, Moskva-regionen. Den ideologiske inspirator og leder af projektet var den berømte sovjetiske fysiker, akademiker fra USSR Academy of Sciences og deltids "far" til den sovjetiske atombombe Igor Kurchatov.

Igor Kurchatov på arbejde.

Hvor meget energi producerer et kernekraftværk?

Naturligvis er det første atomkraftværk vanskeligtsammenligne med moderne, men det var hun, der lagde grundlaget for en ny måde at generere energi på, da den første iPhone lancerede smartphone-bygningsprocessen, og Ford T lancerede masseproduktion af biler.

Siden da er antallet af atomkraftværker i verdensteg kraftigt og nåede 192 enheder (i alt 438 kraftenheder) i 31 lande i verden. 10 atomkraftværker er placeret i Rusland (i alt 33 kraftenheder). I henhold til denne indikator er vores land på ottende plads i verden og på fjerdeplads i energiproduktion.

Den samlede energiproduktion er ca.392 MW. Blandt lederne er De Forenede Stater (103 MW), Frankrig (66 MW), Japan (46 MW), Rusland (25 MW) og Sydkorea (21 MW). Dette er ganske meget, og ifølge statistikker leverer atomkraftværker 16 procent af verdens elforbrug.

Tal om forurening: Det mest radioaktive sted på Jorden. Og dette er ikke Tjernobyl

Stor interesse for atomkraftværker og deresudbredt brug skyldes det faktum, at deres effektivitet er 40-45 procent eller mere, og risikoen er markant mindre på trods af alle de frygtelige ulykker, der opstod. På den ene side ser det ud til, at hvis det eksploderer, ser det ikke ud til at være nok, men på den anden side, ifølge statistikker, har NPP'er 43 gange mindre ofre pr. Kilowatt modtaget end termiske kraftværker.

Et termisk kraftværk er også en konstruktion.

Er nukleare anlæg farlige

Som et resultat får vi en situation, hvor atomiskenergi ligner situationen med fly. Mange er bange for dem, men i virkeligheden er risikoen for simpelthen at dø på gaden hundreder af gange højere end at gå ned på et fly. Det er bare, at ulykker medfører meget resonans, og at flere mennesker dør ad gangen, men sådanne ulykker forekommer sjældent.

Ud over selve kernekraftværkets systemer, som vitale nedenfor, de ledsages af alvorlige forholdsregler. Jeg indrømmer ærligt, at da jeg var i nærheden af ​​Voronezh NPP var jeg lidt urolig, men da jeg indsamlede mere information, indså jeg, at jeg overvurderede situationen.

Omkring ethvert atomkraftværk er der i det mindste30 kilometer zone, hvor situationen og miljøsituationen konstant overvåges. Dette er ikke en udelukkelseszone, da folk kan bo i det og endda engagere sig i landbrug. Begrænsningerne gælder kun for den tre kilometer lange zone i umiddelbar nærhed af stationen. Men dette blev igen gjort kun med det formål at yde yderligere sikkerhed og ikke fordi det var farligt at være der.

Dette er sikkerhedszonen omkring Balakovo NPP.

Sandsynligvis den farligste periode for stationener brændstofindlæsningsmomentet. Det er på dette tidspunkt, reaktoren åbner, og der er en lille risiko for, at radioaktivt affald kommer i luften. Det er sandt, at dette ikke gøres ofte (i gennemsnit en gang om året), og emissionen vil være meget lille.

Hvad fungerer et atomkraftværk på

Det vigtigste element, som atomstation, er uranium-235, der indlæses i reaktoren i specielle patroner, der kaldes brændstofelementer (TVEL). I en reaktor kan der være flere titalls eller endda hundreder af dem.

Brændstofselementerne leveres til reaktoren på specielle platforme, og de indlæses i den med en kran. Den samme kran deltog i opførelsen af ​​stationen og nedsænkede selve reaktoren i en speciel kapsel.

For øvrig blev navnet TVEL givet til et firma, der producerer nukleart brændstof.

Den gennemsnitlige reaktor bruger ca. ti om året.kilo brændstof. Det er sådan en lille mængde, der frigiver den mængde energi, som stationen producerer. Hvis vi taler om produktiviteten af ​​nukleart brændstof, kan vi sige, at et gram uran-235 giver dig mulighed for at få lige så meget energi som ved at brænde brændstof produceret fra to ton olie. Som et resultat svarer kun ti kilo brændstof til cirka syv hundrede olietanke.

Disse er kun 15 tanke, og næsten 700 tanke svarer til 10 kg nukleart brændstof.

Hvad er nukleare anlæg

Mange mennesker tror, ​​at det er radioaktivt brændstof, der producerer elektrisk energi, men det er ikke helt sandt. Mere præcist er det slet ikke tilfældet.

Driften af ​​et atomkraftværk kan opdeles itre hovedtrin. På det første trin omdannes den atomære fissionsenergi til termisk energi. På det næste trin omdannes termisk energi til mekanisk energi. Herefter bliver konvertering af mekanisk energi til elektricitet et spørgsmål om teknologi.

Du kan lære endnu mere interessante ting fra vores nyhedskanal i Telegram. Det er gratis!

Reaktorer er opdelt i tre hovedtyper: enkelt-kredsløb, dobbelt-kredsløb, tre-kredsløb. I starten vil vi forstå, hvordan to-kredsløbskredsløbet fungerer, og lidt senere på dets eksempel vil vi se, hvordan de andre typer fungerer.

Sådan fungerer et nukleare anlæg

Det første trin i energifrigivelse er hvordanJeg sagde ovenfor, reaktoren. Det placeres i et specielt lukket kredsløb kaldet det første. Det er faktisk en stor gryde eller rettere sagt en trykkomfur, da væskerne deri er under stort pres. Så det viser sig at øge kogepunktet og øge driftstemperaturen for hele det primære kredsløb.

Kapslen, som reaktoren befinder sig i, kaldes et trykkammer og har tykke vægge (mindst 15 centimeter). Dette giver dig mulighed for at holde et meget pres inde og tillader ikke, at stråling går ud.

Forenklet ordning med atomkraftværker ser sådan ud.

Rektorens vigtigste opgave er varmegenereringat opvarme væsken inde i kredsløbet. Dette sker på grund af en kædereaktion. Grundlaget for en sådan reaktion er fission af atomer med neutroner. I dette tilfælde frigives nye neutroner efter fusionen af ​​et atom, som fortsætter med at opdele atomerne. Antallet af neutroner vokser således konstant, og atomer deles mere og mere. Det viser sig, at meget kædereaktion, der understøtter sig selv, men hvis denne proces ikke stoppes, vil divisionen komme ud af kontrol, for meget energi frigives og en eksplosion opstår. Det er faktisk, hvad der sker i atombomben.

For at forhindre, at dette sker, er der inden for rektorenspecielle stænger med bor, som absorberer neutroner meget godt og hæmmer reaktionen. Stængerne har en længde på flere meter og trænger konstant ind eller ud af reaktoren og regulerer derved neutronfissionskoefficienten og som en konsekvens reaktionshastigheden. Hvis denne koefficient er mindre end én, nedsættes reaktionen, hvis den er mere, accelererer den, og hvis den er lig med en, opretholder systemet selv sit arbejde. Denne enhed skal opnås for stabil drift af reaktoren.

Efter reaktoren har opvarmet vandet indeaf det første kredsløb til en temperatur på ca. 450 grader, passerer det gennem røret i varmeveksleren og opvarmer øjeblikkeligt vandet i det andet kredsløb. Det går igen ind i fordamperen og allerede vanddamp med en temperatur på ca. 350-400 grader spinder en enorm turbin op til 3000 o / min. Det er denne turbine, der producerer elektricitet, der går gennem ledninger til lysnettet.

Komplet isolering af det primære kredsløb fra det sekundæregør det muligt at beskytte arbejdsvæsken og spildevand mod radioaktiv forurening. Dette gør det let at afkøle væsken til dens videre drift, fordi turbinens spin-up ikke er det sidste trin i sekundær kredsløbets drift.

Efter at vanddampen har spundet turbinebladene, kommer den ind i specielle kondensatorer, som er store kamre. I dem afkøles dampen og bliver til vand.

Dette er turbinen i et Mitsubishi-atomkraftværk.

Mens vandtemperaturen stadig er meget høj ogdet skal stadig afkøles. For at gøre dette går hun enten direkte eller gennem en speciel kanal ind i tårnet. Dette er et rør, der kan ses på territoriet til termiske kraftværker. Den har en højde på ca. 70 meter, en stor diameter og trækker sig til toppen. Normalt bliver klubber med hvid damp slået ud af det. Mange mennesker tror, ​​at det er røg, men det er damp. Vand med en temperatur tæt på kogepunktet sprøjtes ved bunden af ​​dette rør og blandes med luften, der kommer fra gaden, stiger og afkøles. Et gennemsnitligt køletårn kan køle op til 20.000 kubikmeter vand i timen eller ca. 450.000 kubikmeter om dagen

Efter afkøling vandes med specielle pumperføres tilbage til systemet til opvarmning og fordampning. Da der kræves meget vand, ledsages atomkraftværker af temmelig store reservoirer og undertiden et omfattende kanalsystem. Dette gør det muligt for stationen at køre uden afbrydelse.

Nu kan du vende tilbage til enkeltkredsløb ogtre-kredsløb atomkraftværker. De første har et enklere design, da de ikke har et andet kredsløb, og turbinen snurrer direkte med vand opvarmet af reaktoren. Problemet ligger i det faktum, at vandet på en eller anden måde skal rengøres, og at sådanne stationer er mindre miljøvenlige.

Tre-kredsløbsskemaet anvendes på atomiskstationer udstyret med hurtige neutronreaktorer. De betragtes som mere lovende, men bør udstyres med et ekstra kredsløb for at udelukke kontakt med radioaktivt natrium med vand. I et ekstra kredsløb er ikke-radioaktivt natrium.

Naturligvis er ovenstående diagram tilnærmelsesvis ogforenklet. Derudover har stationen forskellige tekniske strukturer, en kommandokonsol, et stort antal beskyttelsessystemer, der kopieres mange gange, og andre hjælpesystemer. Derudover er der på samme station flere kraftenheder, hvilket også komplicerer processen med kontrol heraf.

Der er mange forskellige strukturer på kernekraftværkets område. Balakovo NPP.

Faktisk kan en moderne station ikke barearbejde i automatisk tilstand, men gør det også uden en person overhovedet. Dette gælder i det mindste processen med kontrol af strømmenheden. En person er nødvendig for at kontrollere og foretage justeringer af arbejdet i en nødsituation. Risikoen for dens forekomst er meget lav, men bare i tilfælde af, at eksperter er på vagt på konsollen.

Radioaktiv ulykke

Hvis vi allerede taler om ulykker ved atomkraftværker, lad os diskutere, hvordan de klassificeres, og hvilke af dem der var størst.

At klassificere ulykker efter sværhedsgrad og alvorlighedindflydelse på mennesker og natur, er de opdelt i 7 grader på den internationale nukleare begivenhedsskala og får et vist niveau af INES. Baseret på dette niveau kan man bedømme, om mennesker blev skadet, og hvor beskadiget udstyret på selve stationen var. Ikke alle niveauer betragtes som farlige.

F.eks. Hændelser ved kernekraftværket i Tjernobyl (26April 1986) og ved Fukushima-1-atomkraftværket (11. marts 2011) svarede det maksimale syvende niveau, og nogle ulykker, som næsten ingen vidste om, svarede til det fjerde niveau. F.eks. En eksplosion ved Siberian Chemical Plant (Rusland, 1993), en ulykke på Tokaymura-kerneanlægget (Japan, 1999) og en ulykke ved Radio Element Institute i Fleurus (Belgien, 2006).

Dette er Chock-floden.

Da vi taler om ulykker, er det værd at nævne den første ulykke med radioaktiv forurening. Det skete på Chock River Laboratory den 12. december 1952.

Det skete på grund af et antal operatørfejl ogfejl i nødstopsystemet. Reaktoren i laboratoriet gik i superkritisk operation. Kædereaktionen understøttede sig selv, og frigørelsen af ​​energi var flere gange højere end normalt. Som et resultat blev kernen beskadiget, og radioaktive fissionsprodukter med lang halveringstid sammen med en masse kølevand spildt i kælderen. I et års drift var reaktoren fuldstændig gendannet.

Som du kan se, sker der ulykker og undertiden deres størrelseskræmmende, men stadig, ifølge statistikker, er driften af ​​atomkraftværker meget sikrere og gør mindre skade end brændende brændstof. Forskellen i miljøvenlighed når allerede tre til fire gange. Fusionsreaktorer er ved at gøre processen endnu mere miljøvenlig. Indtil videre stort set er det eneste problem brugt brændstof. Det skal på en eller anden måde deaktiveres og bortskaffes. Forskere arbejder på det. Lad os håbe, at de løser dette problem.

</ p>