I midten af det tyvende århundrede arbejdede menneskets bedste sind hårdt på to opgaver: oprettelsen af atombomben og også hvordan man bruger atomenergien til fredelige formål. Så verdens første atomkraftværker dukkede op. Hvad er princippet om drift af kernekraftværker? Og hvor i verden er de største af disse kraftværker?
Kerneenergis historie og træk
”Energi er hovedet for alting” - det er sådan, det berømte ordsprog kan omformuleres i betragtning af de objektive realiteter i det 21. århundrede. Med hver nye runde af teknologiske fremskridt har menneskeheden behov for et stigende antal af det. I dag bruges energien fra det "fredelige atom" aktivt i økonomien og produktionen og ikke kun i energisektoren.
Elektricitet produceret ved de såkaldte atomkraftværker (hvis funktionsprincippet er meget simpelt) bruges i vid udstrækning inden for industri, rumforskning, medicin og landbrug.
Atomenergi er den tunge industri, der udvinder varme og elektricitet fra et atoms kinetiske energi.
Hvornår dukkede de første atomkraftværker op? Princippet for drift af sådanne kraftværker studerede sovjetiske forskere tilbage i 40'erne. For øvrig, parallelt, opfandt de også den første atombombe. Atomet var således både "fredeligt" og dødbringende.
I 1948 opfordrede I.V. Kurchatov den sovjetiske regering til at begynde direkte arbejde med udvindingen af atomenergi. To år senere, i Sovjetunionen (i byen Obninsk, Kaluga-regionen), begynder opførelsen af det allerførste atomkraftværk på planeten.
Princippet for drift af alle atomkraftværker er ens, men det er slet ikke svært at forstå det. Dette vil blive diskuteret senere.
NPP: driftsprincip (foto og beskrivelse)
Grundlaget for arbejdet i ethvert atomkraftværk er en kraftig reaktion, der opstår under fusionen af en atomkerne. Uran-235 atomer eller plutonium er oftest involveret i denne proces. Atomkernen deles af en neutron, der kommer ind i dem udefra. I dette tilfælde vises nye neutroner såvel som fissionsfragmenter, som har enorm kinetisk energi. Bare denne energi er det vigtigste og centrale produkt i ethvert atomkraftværk.
Så du kan beskrive funktionen af reaktoren NPP. På det næste foto kan du se, hvordan det ser ud indefra.
Tre hovedtyper af atomreaktorer adskilles:
- højeffektkanalreaktor (kort sagt - RBMK);
- vand-vandreaktor (VVER);
- hurtig neutronreaktor (BN).
Separat er det værd at beskrive princippet om drift af kernekraftværker som helhed. Hvordan det fungerer, vil blive drøftet i den næste artikel.
Princippet om drift af atomkraftværker (ordning)
Et atomkraftværk fungerer under visse betingelser og i strengt specificerede tilstande. Foruden en atomreaktor (en eller flere) inkluderer strukturen i kernekraftværket andre systemer, specielle faciliteter og højt kvalificeret personale. Hvad er princippet om drift af kernekraftværker? Det kan kort beskrives som følger.
Hovedelementet i ethvert atomkraftværk er en atomreaktor, hvor alle de vigtigste processer finder sted. Vi skrev om, hvad der sker i reaktoren i det foregående afsnit. Atombrændstof (normalt oftest er det uran) i form af små sorte tabletter føres ind i denne enorme kedel.
Den energi, der frigøres under reaktionerne, der finder sted i en atomreaktor, omdannes til varme og overføres til kølevæsken (normalt vand). Det er værd at bemærke, at kølevæsken i denne proces får en bestemt dosis stråling.
Desuden overføres varme fra kølevæsken til almindeligt vand (gennem specielle anordninger - varmevekslere), som som et resultat koger. Vanddamp, der dannes i dette tilfælde, roterer turbinen. En generator er forbundet til sidstnævnte, som genererer elektrisk energi.
I overensstemmelse med driftsprincippet for et atomkraftværk er det således det samme termiske kraftværk. Den eneste forskel er, hvordan dampen dannes.
Geografi om kernekraft
De første fem lande, der producerer kernekraft, er som følger:
- USA.
- Frankrig.
- Japan.
- Rusland.
- Sydkorea
Samtidig producerer Amerikas Forenede Stater, der genererer ca. 864 milliarder kWh om året, op til 20% af verdens elektricitet.
I alt driver 31 stater atomkraftværker i verden. Af alle verdens kontinenter er kun to (Antarktis og Australien) helt fri for atomenergi.
Indtil videre opererer 388 atomreaktorer i verden. Sandt nok, 45 af dem har ikke produceret elektricitet i halvandet år. De fleste atomreaktorer er placeret i Japan og USA. Deres fulde geografi er præsenteret på følgende kort. Lande med atomreaktorer er markeret med grønt, deres samlede antal i en bestemt tilstand er også angivet.
Udviklingen af atomenergi i forskellige lande
Generelt har der siden 2014 været et generelt fald i udviklingen af atomenergi. Tre lande er førende inden for konstruktion af nye atomreaktorer: disse er Rusland, Indien og Kina. Derudover planlægger en række stater, der ikke har atomkraftværker, at bygge dem i den nærmeste fremtid. Disse inkluderer Kasakhstan, Mongoliet, Indonesien, Saudi-Arabien og en række lande i Nordafrika.
På den anden side har et antal stater iværksat en gradvis reduktion i antallet af atomkraftværker. Disse inkluderer Tyskland, Belgien og Schweiz. Og i nogle lande (Italien, Østrig, Danmark, Uruguay) er kerneenergi forbudt på lovgivningsniveau.
De største problemer med nuklear energi
Udviklingen af nuklear energi har et betydeligt miljøproblem. Dette er den såkaldte termiske forurening af miljøet. Så ifølge mange eksperter udsender kernekraftværker mere varme end termiske kraftværker med samme kapacitet. Termisk forurening af vand er især farlig, hvilket krænker de naturlige levevilkår for biologiske organismer og fører til død af mange fiskearter.
Et andet presserende spørgsmål relateret til nuklear energi vedrører nuklear sikkerhed i almindelighed. For første gang har menneskeheden alvorligt tænkt over dette problem efter Tjernobyl-katastrofen i 1986. Princippet om drift af Chernobyl NPP var ikke meget forskelligt fra andre atomkraftværker. Dette reddede dog ikke hende for en alvorlig og alvorlig ulykke, som medførte meget alvorlige konsekvenser for hele Østeuropa.
Desuden er faren for atomenergi ikke kun begrænset til mulige teknologiske ulykker. Så der opstår store problemer med bortskaffelse af nukleart affald.
Fordelene ved kernekraft
Ikke desto mindre kalder fortalere for udviklingen af atomenergi også de klare fordele ved driften af atomkraftværker. Derfor offentliggjorde Verdensnuklearforeningen for nylig sin rapport med meget interessante data. Ifølge ham er antallet af mennesker, der ledsager produktionen af en gigawatt elektricitet ved atomkraftværker, 43 gange mindre end ved traditionelle termiske kraftværker.
Der er andre lige så vigtige fordele. nemlig:
- lave omkostninger ved elproduktion;
- miljørenhed af nuklear energi (med undtagelse af termisk forurening af vand);
- mangel på en streng geografisk henvisning til atomkraftværker til store brændstofkilder.
