Kako radi nuklearna elektrana? Jesu li nuklearne elektrane opasne?

Mnogi ljudi na samom početku razgovora o nuklearnojstanice odmah počinju govoriti da je to vrlo opasno i da ih treba napustiti. Djelomično su u pravu, ali njihovi su strahovi uvelike pretjerani. Da biste se riješili takvog stereotipa, samo trebate razumjeti kako stanica radi i osigurati da je ulazak radioaktivnih elemenata u okoliš jednostavno nemoguć. Naravno, ako stanica normalno funkcionira. Pitanje je samo kako točno funkcionira i gdje su granice ovog redovnog režima. Danas ćemo razgovarati o dizajnu nuklearne elektrane, njihovim vrstama i kako proizvode električnu energiju cijepanjem atoma urana. Posebno ću govoriti jednostavnim jezikom.

Čak je i slika pomalo zastrašujuća, ali nije sve tako zastrašujuće.

Sadržaj

• 1 Kada se pojavila prva nuklearna elektrana
• 2 Koliko energije proizvodi nuklearna elektrana?
• 3 Jesu li nuklearne elektrane opasne?
• 4 Na što radi nuklearna elektrana
• 5 Što su nuklearne elektrane
• 6 Kako radi nuklearna elektrana
• 7 Nesreće s radioaktivnim ispuštanjem

Kada se pojavila prva nuklearna centrala

Prvi ozbiljniji korak prema korištenjusvojstva atomske fisije, uključujući atomsko oružje i mirne atome, bio je test prve atomske bombe 1945. godine. Dogodilo se to 16. srpnja na poligonu u državi New Mexico. Tijekom tih suđenja mnogi su shvatili da su strahoti Drugog svjetskog rata malo izblijedjeli protiv onoga što se moglo dogoditi, takvo se oružje pojavilo malo ranije.

Prvi nuklearni testovi u SSSR-udogodio se tek nakon 4 godine - 29. kolovoza 1949. Od tada su dvije najveće sile imale tehnologije koje su im omogućile ne samo da zastraše jedni drugima svojom snagom, već i da rade u korist mirnog atoma i upotrebe ove razorne sile kako bi unijeli svjetlost i toplinu u svaki dom.

Drugi načini dobivanja energije: kako Zemlja može poslužiti kao izvor neiscrpne energije

Prva nuklearna elektrana puštena je u pogon1954. na području grada Obninsk, Moskva. Idejni inspirator i vođa projekta bio je poznati sovjetski fizičar, akademik Akademije nauka SSSR-a i honorarni „otac“ sovjetske atomske bombe Igor Kurchatov.

Igor Kurchatov na poslu.

Koliko energije proizvodi nuklearna elektrana?

Naravno da je prva prva nuklearna elektrana teškaza usporedbu s modernim, ali upravo je ona postavila temelje za novi način proizvodnje energije, jer je prvi iPhone pokrenuo proces izgradnje pametnih telefona, a Ford T pokrenuo masovnu proizvodnju automobila.

Od tada je broj nuklearnih elektrana u svijetuuvelike se povećao i dostigao 192 jedinice (ukupno 438 jedinica snage) u 31 zemlji svijeta. U Rusiji se nalazi 10 nuklearnih elektrana (ukupno 33 elektrane). Prema ovom pokazatelju, naša je zemlja na osmom mjestu u svijetu, a na četvrtom mjestu u proizvodnji energije.

Ukupna proizvodnja energije je približno392 MW. Među čelnicima su SAD (103 MW), Francuska (66 MW), Japan (46 MW), Rusija (25 MW) i Južna Koreja (21 MW). To je prilično puno, a prema statistikama, nuklearne elektrane osiguravaju 16 posto svjetske potrošnje električne energije.

Razgovor o zagađenju: Najradioaktivnije mjesto na Zemlji. A ovo nije Černobil

Veliki interes za nuklearne elektrane i njihoveraširena upotreba je zbog činjenice da je njihova učinkovitost 40-45 posto ili više, a rizici su znatno manji, usprkos svim stravičnim nesrećama koje su se dogodile. S jedne strane, čini se da ako eksplodira, neće se činiti dovoljno, ali s druge strane, prema statistici, NPP imaju 43 puta manje žrtava po kilovatu primljenih od termoelektrana.

Termoelektrana je također građevina.

Jesu li nuklearne elektrane opasne

Kao rezultat, dobivamo situaciju u kojoj atomskaenergija nalikuje situaciji sa avionima. Mnogi ih se boje, ali u stvarnosti je rizik da jednostavno umru na ulici stotine puta veći od pada u zrakoplovu. Upravo te nesreće uzrokuju veliki odjek i više ljudi umire odjednom, ali takve se nesreće rijetko događaju.

Pored sustava same nuklearne elektrane, o kojoj miu nastavku, govore ih ozbiljne mjere opreza. Iskreno priznajem da mi je, kad sam bio u blizini NEP-a Voronezh, bilo malo nelagodno, ali kad sam prikupio više informacija, shvatio sam da precjenjujem situaciju.

Oko bilo koje nuklearne stanice najmanjeZonu od 30 kilometara u kojoj se stanje i stanje okoliša stalno prate. Ovo nije zona isključenja, jer ljudi u njoj mogu živjeti, pa čak i baviti se poljoprivredom. Ograničenja vrijede samo za područje od tri kilometra u neposrednoj blizini stanice. Ali to se, opet, učinilo samo s ciljem pružanja dodatne sigurnosti, a ne zato što je bilo opasno biti tamo.

Ovo je sigurnosna zona oko NEK-a Balakovo.

Vjerojatno najopasnije razdoblje za postajuje trenutak punjenja goriva. Upravo se tada reaktor otvara i postoji mali rizik da radioaktivni otpad uđe u zrak. Istina, to se ne radi često (u prosjeku jednom godišnje) i emisija će biti vrlo mala.

Na što radi nuklearna elektrana

Glavni element na kojem atomskistanica, je uranij-235, koji se pušta u reaktor u posebne patrone, koje se nazivaju gorivni elementi (TVEL). U jednom reaktoru može ih biti nekoliko desetaka, pa čak i stotine.

Elementi goriva isporučuju se u reaktor na posebnim platformama, a u njega se ubacuju dizalicom. Ista dizalica sudjelovala je u izgradnji stanice i uronila sam reaktor u posebnu kapsulu.

Usput, ime TVEL dobila je tvrtka koja proizvodi nuklearno gorivo.

Prosječni reaktor koristi oko deset godišnje.kilogram goriva. To je tako mali volumen koji oslobađa količinu energije koju stanica proizvodi. Ako govorimo o produktivnosti nuklearnog goriva, možemo reći da jedan gram uranijuma-235 omogućava dobiti toliko energije koliko izgaranjem goriva proizvedenog iz dvije tone nafte. Kao rezultat toga, samo deset kilograma goriva ekvivalent je oko sedamsto spremnika nafte.

Ovo su samo 15 spremnika, a gotovo 700 spremnika ekvivalentno je 10 kg nuklearnog goriva.

Što su nuklearne elektrane

Mnogi misle da je to radioaktivno gorivo koje proizvodi električnu energiju, ali to nije u potpunosti točno. Točnije, to uopće nije tako.

Rad nuklearne elektrane može se podijeliti natri glavna koraka. U prvoj fazi energija atomske fisije pretvara se u toplinsku energiju. U sljedećoj fazi toplinska energija se pretvara u mehaničku energiju. Nakon toga pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju postaje stvar tehnologije.

Još mnogo zanimljivosti možete saznati s našeg news kanala u Telegramu. Besplatno je!

Reaktori su podijeljeni u tri glavne vrste: jednokružni, dvokružni, trokružni. U početku ćemo razumjeti kako funkcionira dvokružni krug, a malo kasnije na njegovom primjeru vidjet ćemo kako rade ostale vrste.

Kako radi nuklearna elektrana

Početna faza oslobađanja energije je kakoRekao sam gore, reaktor. Postavlja se u poseban zatvoreni krug koji se zove prvi. U stvari, riječ je o velikoj posudi, točnije štednjaku, jer su tekućine unutar nje pod velikim pritiskom. Dakle, ispada da se povećava točka ključanja i povećava temperatura cijelog primarnog kruga.

Kapsula u kojoj se nalazi reaktor naziva se komorom pod pritiskom i ima debele stijenke (najmanje 15 centimetara). To vam omogućuje zadržavanje velikog pritiska iznutra i ne dopušta zračenje izlazak vani.

Pojednostavljena shema nuklearnih elektrana izgleda ovako.

Glavni zadatak rektora je proizvodnja toplineza zagrijavanje tekućine unutar kruga. To se događa zbog lančane reakcije. Osnova takve reakcije je fisija atoma neutronima. U tom slučaju, nakon fisije jednog atoma, oslobađaju se novi neutroni, koji i dalje dijele atome. Dakle, broj neutrona stalno raste i atomi se dijele sve više i više. Ispada da vrlo lančana reakcija koja sebe podržava, ali ako se taj proces ne zaustavi, odjeljenje će izaći iz kontrole, previše energije će se osloboditi i dogodit će se eksplozija. Zapravo, to se događa u atomskoj bombi.

Da se to ne bi dogodilo, unutar rektora nalazi seposebne šipke s borom, koje jako dobro apsorbiraju neutrone i inhibiraju reakciju. Šipke su duge nekoliko metara i stalno ili ulaze u reaktor ili izađu iz njega, te tako reguliraju koeficijent fisije neutrona i, kao posljedicu toga, brzinu reakcije. Ako je taj koeficijent manji od jedan, reakcija se usporava, ako je više, ubrzava se, a ako je jednaka jednom, tada i sam sustav održava svoj rad. Ova jedinica mora se postići za stabilan rad reaktora.

Nakon što je reaktor zagrijao vodu iznutraprvog kruga na temperaturu od oko 450 stupnjeva, prolazi kroz cijev izmjenjivača topline i trenutno zagrijava vodu drugog kruga. To zauzvrat ulazi u isparivač i već vodena para s temperaturom od oko 350-400 stupnjeva vrti ogromnu turbinu do 3000 o / min. Upravo ova turbina proizvodi električnu energiju koja prolazi žicama do mreže.

Potpuna izolacija primarnog kruga od sekundarnogomogućuje zaštitu radne tekućine i otpadnih voda od radioaktivnog onečišćenja. To olakšava hlađenje tekućine za njen daljnji rad, jer predenje turbine nije posljednja faza drugog kruga.

Nakon što vodena para zavrti lopatice turbine, ulazi u posebne kondenzatore, koji su velike komore. U njima se para hladi i pretvara u vodu.

Ovo je turbina nuklearne elektrane Mitsubishi.

Dok je temperatura vode još uvijek vrlo visoka imora se još ohladiti. Da biste to učinili, ona izravno ili posebnim kanalom ulazi u toranj. Ovo je cijev koja se može vidjeti na teritoriju termoelektrana. Visine je oko 70 metara, velikog je promjera i sužava se do vrha. Obično iz nje izbijaju klubovi bijele pare. Mnogi misle da je to dim, ali to je para. Voda s temperaturom blizu vrelišta raspršuje se u dno ove cijevi i, pomiješana sa zrakom koji dolazi s ulice, lebdi i hladi. Prosječan rashladni toranj može ohladiti do 20 000 kubnih metara vode na sat ili oko 450 000 kubičnih metara dnevno

Nakon hlađenja, vodom posebne pumpevraća se u sustav za grijanje i isparavanje. Budući da je potrebno puno vode, nuklearne elektrane prate prilično velika akumulacija, a ponekad i opsežni sustav kanala. To omogućava stanici da radi bez prekida.

Sada se možete vratiti u jednokružni inuklearne elektrane s tri kruga. Prvi imaju jednostavniji dizajn, jer nemaju drugi krug i turbina se vrti izravno vodom koju zagrijava reaktor. Poteškoća je u tome što se voda mora nekako očistiti i takve su stanice manje ekološke.

Shema s tri kruga primjenjuje se na atomskustanice opremljene brzim neutronskim reaktorima. Smatraju se perspektivnijima, ali trebaju ih dovršiti dodatnim krugom da se spriječi kontakt radioaktivnog natrija s vodom. U dodatnom krugu je neradioaktivni natrij.

Naravno, gornji dijagram je približan ipojednostavljeno. Pored toga, stanica ima različite tehničke strukture, zapovjednu konzolu, veliki broj zaštitnih sustava koji su duplicirani više puta i druge pomoćne sustave. Osim toga, na istoj stanici postoji nekoliko pogonskih jedinica, što također otežava postupak njegove kontrole.

Na teritoriju nuklearne elektrane postoji puno različitih struktura. NEK.

U stvari, moderna stanica ne može samoradite u automatskom načinu rada, ali to radite i bez osobe. Barem se to odnosi na postupak upravljanja napajanjem. Osoba je potrebna za kontrolu i prilagodbu posla u slučaju nužde. Rizik od njegove pojave vrlo je mali, ali za svaki slučaj, stručnjaci su dežurni za konzolom.

Radioaktivna nesreća

Ako već govorimo o nesrećama u nuklearnim elektranama, razgovarajmo o tome kako su klasificirane i koje su od njih najveće.

Razvrstati nesreće po težini i težiniutjecajem na ljude i prirodu, oni su podijeljeni u 7 stupnjeva na međunarodnoj ljestvici nuklearnih događaja, stekavši određenu razinu INES. Na temelju ove razine može se prosuditi jesu li ljudi povrijeđeni i koliko je oštećena oprema same postaje. Ne smatraju se sve razine opasnim.

Na primjer, incidenti u nuklearnoj elektrani u Černobilu (26)Travnja 1986.) i u nuklearnoj elektrani Fukushima-1 (11. ožujka 2011.) odgovarali su maksimalnoj sedmoj razini, a neke nesreće o kojima gotovo nitko nije znao, odgovarale su četvrtoj razini. Na primjer, eksplozija u Sibirskom kemijskom postrojenju (Rusija, 1993.), nesreća u nuklearnom postrojenju Tokaymura (Japan, 1999.) i nesreća u Institutu Radio Element u Fleurusu (Belgija, 2006.).

Ovo je rijeka Chock.

Budući da govorimo o nesrećama, vrijedno je spomenuti prvu nesreću s radioaktivnom kontaminacijom. Dogodilo se u laboratoriju rijeke Chock 12. prosinca 1952. godine.

To se dogodilo zbog niza pogrešaka operatera ikvarovi u sustavu za zaustavljanje u nuždi. Reaktor u laboratoriju ušao je u nadkritičan rad. Lančana reakcija se podržavala i oslobađanje energije bilo je nekoliko puta veće od uobičajenog. Kao rezultat toga, oštećena je jezgra, a proizvodi radioaktivne fisije s dugim poluživotom, zajedno s masom vode za hlađenje, prosuli su se u podrum. Za godinu dana rada, reaktor je u potpunosti obnovljen.

Kao što vidite, događaju se nesreće i ponekad njihove veličinezastrašujuće, ali svejedno, prema statističkim podacima, rad nuklearnih elektrana mnogo je sigurniji i čini manje štete od sagorijevanja goriva. Razlika u prijatnosti za okoliš dostiže već tri do četiri puta. Fuzijski reaktori spremaju postupak učiniti još ekološki prihvatljivijim. Za sada je, uglavnom, jedini problem trošeno gorivo. Mora se nekako deaktivirati i zbrinuti. Na tome rade znanstvenici. Nadajmo se da će riješiti taj problem.

</ p>