I midten av det tjuende århundre jobbet menneskehetens beste sinn på en gang med to oppgaver: opprettelsen av atombomben, og også hvordan du kan bruke atomets energi til fredelige formål. Så verdens første kjernekraftverk dukket opp. Hva er prinsippet om drift av kjernekraftverk? Og hvor i all verden er den største av disse kraftverkene?
Historie og trekk ved kjernekraft
“Energi er hodet på alt” - det er slik det berømte ordspråket kan omformuleres, gitt de objektive realitetene i det 21. århundre. Med hver nye runde med teknologisk fremgang trenger menneskeheten stadig flere av dem. I dag brukes energien fra det "fredelige atomet" aktivt i økonomien og produksjonen, og ikke bare i energisektoren.
Elektrisitet produsert ved de såkalte atomkraftverkene (hvis driftsprinsipp er veldig enkle i sin natur) er mye brukt i industri, romutforskning, medisin og jordbruk.
Atomenergi er tungindustrien som trekker ut varme og elektrisitet fra den kinetiske energien til et atom.
Når dukket opp de første atomkraftverkene? Prinsippet for drift av slike kraftverk studerte sovjetiske forskere tilbake på 40-tallet. For øvrig, parallelt, oppfant de også den første atombomben. Dermed var atomet både "fredelig" og dødelig.
I 1948 inviterte I.V. Kurchatov den sovjetiske regjeringen til å starte direkte arbeid med utvinning av atomenergi. To år senere, i Sovjetunionen (i byen Obninsk, Kaluga-regionen), begynner byggingen av det aller første atomkraftverket på planeten.
Prinsippet om drift av alle kjernekraftverk er likt, men det er slett ikke vanskelig å forstå det. Dette vil bli diskutert senere.
NPP: operasjonsprinsipp (foto og beskrivelse)
Grunnlaget for arbeidet til ethvert kjernekraftverk er en kraftig reaksjon som oppstår under fisjonen av en atomkjerne. Uran-235 atomer eller plutonium er ofte involvert i denne prosessen. Atomkjernen er delt av et nøytron som kommer inn i dem utenfra. I dette tilfellet dukker det opp nye nøytroner, så vel som splittelsesfragmenter, som har enorm kinetisk energi. Akkurat denne energien er hoved- og nøkkelproduktet til ethvert kjernekraftverk.
Så du kan beskrive prinsippet om drift av reaktoren NPP. På det neste bildet kan du se hvordan det ser ut fra innsiden.
Tre hovedtyper kjernefysiske reaktorer skilles ut:
- høykraftkanalreaktor (kort sagt - RBMK);
- vann-vann reaktor (VVER);
- rask nøytronreaktor (BN).
Hver for seg er det verdt å beskrive prinsippet om drift av kjernekraftverk som helhet. Hvordan det fungerer vil bli diskutert i neste artikkel.
Prinsippet om drift av kjernekraftverk (ordning)
Et kjernekraftverk opererer under visse betingelser og i strengt spesifiserte modus. I tillegg til en atomreaktor (en eller flere), inneholder strukturen i kjernekraftverket andre systemer, spesialanlegg og høyt kvalifisert personell. Hva er prinsippet om drift av kjernekraftverk? Det kan kort beskrives som følger.
Hovedelementet i ethvert kjernekraftverk er en atomreaktor, der alle hovedprosessene foregår. Vi skrev om hva som skjer i reaktoren i forrige seksjon. Atombrensel (vanligvis oftest er det uran) i form av små svarte tabletter mates inn i denne enorme kjelen.
Energien som frigjøres under reaksjonene som finner sted i en atomreaktor, omdannes til varme og overføres til kjølevæsken (vanligvis vann). Det er verdt å merke seg at kjølevæsken i denne prosessen får en viss dose stråling.
Videre overføres varme fra kjølevæsken til vanlig vann (gjennom spesielle enheter - varmevekslere), som som et resultat koker. Vanndamp, som dannes i dette tilfellet, roterer turbinen. En generator er koblet til sistnevnte, som genererer elektrisk energi.
I samsvar med prinsippet om drift av et kjernekraftverk er det det samme termiske kraftverket. Den eneste forskjellen er hvordan dampen dannes.
Geografi om kjernekraft
De første fem landene som produserer kjernekraft er som følger:
- USA.
- France.
- Japan.
- Russland.
- Sør-Korea
Samtidig produserer USA, som produserer rundt 864 milliarder kWh per år, opptil 20% av verdens strøm.
Totalt driver 31 stater kjernekraftverk i verden. Av alle verdensdelene på planeten er det bare to (Antarktis og Australia) som er helt fri for kjernekraft.
Til dags dato opererer 388 atomreaktorer i verden. Riktig nok har 45 av dem ikke produsert strøm på halvannet år. De fleste atomreaktorer er lokalisert i Japan og USA. Deres fulle geografi presenteres på følgende kart. Land som har kjernefysiske reaktorer er markert med grønt, totalt antall i en bestemt tilstand er også indikert.
Utviklingen av kjernekraft i forskjellige land
Generelt har det fra 2014 vært en generell nedgang i utviklingen av kjernekraft. Tre land er ledende innen bygging av nye atomreaktorer: disse er Russland, India og Kina. I tillegg planlegger en rekke stater som ikke har atomkraftverk å bygge dem i løpet av en nær fremtid. Disse inkluderer Kasakhstan, Mongolia, Indonesia, Saudi-Arabia og en rekke land i Nord-Afrika.
På den annen side har en rekke stater tatt fatt på en gradvis reduksjon i antall kjernekraftverk. Disse inkluderer Tyskland, Belgia og Sveits. Og i noen land (Italia, Østerrike, Danmark, Uruguay) er kjernekraft forbudt på lovgivningsnivå.
De viktigste problemene med kjernekraft
Utvikling av kjernekraft har ett betydelig miljøproblem. Dette er den såkalte termiske forurensningen av miljøet. Så, ifølge mange eksperter, avgir kjernekraftverk mer varme enn termiske kraftverk med samme kapasitet. Varmeforurensning av vann er spesielt farlig, noe som bryter de naturlige levekårene for biologiske organismer og fører til mange fiskeslag.
Et annet presserende spørsmål knyttet til kjernekraft angår kjernefysisk sikkerhet generelt. For første gang har menneskeheten seriøst tenkt på dette problemet etter Tsjernobyl-katastrofen i 1986. Prinsippet om drift av Tsjernobyl NPP var ikke mye forskjellig fra andre kjernekraftverk. Dette reddet henne imidlertid ikke fra en større og alvorlig ulykke, som medførte svært alvorlige konsekvenser for hele Øst-Europa.
Dessuten er faren for atomenergi ikke begrenset til bare mulige teknologiske ulykker. Så store problemer oppstår med avhending av atomavfall.
Fordelene med kjernekraft
Ikke desto mindre kaller talsmenn for utviklingen av atomenergi også de klare fordelene ved driften av kjernekraftverk. Dermed publiserte spesielt World Nuclear Association nylig sin rapport med veldig interessante data. Ifølge ham er antallet menneskelige skader som følger med produksjonen av en gigawatt strøm ved atomkraftverk 43 ganger mindre enn ved tradisjonelle termiske kraftverk.
Det er andre like viktige fordeler. nemlig:
- lave kostnader for strømproduksjon;
- miljørenhet av kjernekraft (med unntak av termisk forurensning av vann);
- mangel på en streng geografisk referanse av kjernekraftverk til store drivstoffkilder.
