Hvordan et kjernekraftverk (NPP) fungerer
En av måtene å bekjempe miljøforurensning er å gå over til renere strømkilder. Disse kildene inkluderer i dag med rette kjernekraftverk (NPP)… I Europa alene, takket være atomkraftverk, slippes det IKKE ut mer enn en halv milliard tonn karbondioksid til atmosfæren hvert år, noe som helt sikkert ville blitt en alvorlig forurensningskilde dersom energien ble oppnådd ved å brenne hydrokarboner.
Takket være atomkraftverk som er i drift 24/7, får mange hjem og bedrifter rundt om i verden kontinuerlig strøm. I tillegg sysselsetter stasjonene mange spesialister, og dette er anstendig betalte jobber.
Hva er et atomkraftverk? La oss finne ut hvordan det fungerer og hvordan det fungerer.
Kjernekraftverk (NPP) er en type termiske kraftverk.
Kilden til termisk energi på disse stasjonene er prosessen med kjernefysisk fisjon av uran- og plutoniumatomer, som er hovedkilden til kjernefysisk brensel utført i atomreaktorer.Kjølevæsken som brukes er vann eller gasser som pumpes gjennom reaktorkanalene og dampgeneratorene. Den resulterende dampen føres til dampturbiner som driver generatorer, akkurat som i konvensjonelle termiske kraftverk.
Verdens første atomkraftverk ble bygget i USSR i 1954.
Ethvert kjernekraftverk er et komplekst kompleks av utstyr, enheter og strukturer, hvis formål er å generere elektrisk energi, og et spesielt stoff tjener som drivstoff her - uran-235… I prosessen med fisjon av uran-235-kjerner frigjøres en enorm mengde atomenergi, som lett omdannes til varme og varme til elektrisitet.
Atomkansler — hjertet av et kjernekraftverk, ettersom det er lastet med kjernebrensel og en kontrollert fisjonskjedereaksjon av uran-235 finner sted inne i reaktoren. Nøytroner virker på ustabile uran-235-kjerner, noe som får dem til å forfalle og frigjøre energi.
Konklusjonen er at i kjernen til uran-235-isotopen som brukes i reaktoren, er ikke tre nøytroner nok for stabilitet, derfor er kjernen til dette elementet veldig ustabil og deler seg lett i to deler, det er verdt et nøytron som flyr på en viss hastighet, for å treffe ham.
Så snart et slikt nøytron kommer inn i en ustabil kjerne, forfaller det og frigjør energi, men samtidig flyr 2-3 nye nøytroner ut av den allerede nedbrutte kjernen, de splitter andre kjerner osv. — slik oppstår kjedereaksjonen av fisjon fra uran-235-kjerner. Og for å forhindre en eksplosjon, må nøytronene som fungerer som en sikring kontrolleres – ikke føre for mange nøytroner inn i drivstoffet.
I atomreaktorer utstyrt med kraftverk i drift genereres energi i brenselelementer (brenselstaver). I det enkleste tilfellet kan et brenselelement representeres som en stav (kjerne) som inneholder kjernebrensel (for eksempel urandioksyd) og innelukket i en kledning av konstruksjonsmaterialer.
Under fisjon av urankjerner flyr fragmentene av i høy hastighet, men forlater praktisk talt ikke kjernen, da de bremser ned inne i den, overfører energien til atomene og varmer opp kjernen.
Varmen som frigjøres i kjernen av brenselcellen er energien som deretter omdannes til elektrisitet i den komplekse prosessen med konvertering i varmeveksler-dampturbin-generatorsystemet.
Fisjonsfragmentene som beveger seg i kjernen av brenselelementet "fortrenger" atomene, forstyrrer krystallstrukturen til materialene de er laget av, og fører til en endring i deres fysiske egenskaper. Jo lenger brenselelementet fungerer i reaktoren, jo mer endres egenskapene til kjernen, jo flere radioaktive fragmenter samler seg i den.
Drivstoffet føres inn i arbeidssonen til reaktoren i spesielle rør, som er plassert i en moderator som er i stand til å konvertere nøytronenergi til varme. I retarderen dyppestenger laget av nøytronabsorberende materiale til kontrollere hastigheten på reaksjonen veldig nøyaktig... Jo høyere stengene heves, jo flere nøytroner virker på henholdsvis drivstoffet, jo lavere de senkes ned i reaktoren, jo mindre intensivt skrider reaksjonen.
Driftsplan for et kjernekraftverk med dobbeltsløyfe trykkvannsreaktor (VVER).
Geografisk er reaktoren plassert i reaktorhallen til hovedbygningen til NPP, er det også et basseng for lagring av kjernebrensel samt en lastemaskin. Arbeidsområdet hvor reaksjonen faktisk finner sted er reist i en spesiell betongsjakt utstyrt med kontrollsystem (for å velge driftsmodus) og beskyttelse, slik at reaksjonen raskt kan stoppes i nødstilfeller.
Varmen fra arbeidssonen til en atomreaktor fjernes ved hjelp av en flytende eller gassformig kjølevæske som passerer direkte gjennom reaktorens arbeidssone. Varmen akkumulert av oppvarmingsmediet overføres deretter til vannet i dampgeneratoren hvor det genereres damp.
Damp under enormt trykk overfører sin mekaniske energi turbingeneratorsom genererer elektrisitet som deretter overføres av kraftledninger (kraftledninger) – til forbrukerne. Turbinen sammen med dampgeneratoren er installert i turbinhallen, hvorfra elektrisiteten sendes med ledninger til transformatoren og deretter til kraftledningen.
På territoriet til atomkraftverket er det også en bygning der brukt brensel lagres i bassengene. Og de store rørene i form av tårn, innsnevret på toppen, er kjøletårn - elementer i et sirkulerende kjølesystem som også inkluderer en kjøledam (naturlig eller kunstig reservoar) og sprøytebassenger.
For øvrig blir avfallet som genereres etter reaksjonen delvis resirkulert, og resten lagres i spesielle beholdere som beskytter innholdet mot å komme ut i miljøet. Derfor er kjernekraft i dag miljøvennlig.Og kjernekraftverk i seg selv produserer ikke skadelige utslipp til atmosfæren, samtidig som de er ganske kompakte og trygge.
Se også: