Jedrske elektrarne uporabljajo energijo. Prve jedrske elektrarne in njihova vloga pri razvoju jedrske energije. Polemike o jedrski energiji
Koliko vas je jedrsko elektrarno videlo vsaj od daleč? Upoštevajoč dejstvo, da je v Rusiji le deset delujočih jedrskih elektrarn in so zaščitene, blagor vam, mislim, da je odgovor v večini primerov negativen. Vendar pa so ljudje v LiveJournalu, kot veste, izkušeni. Dobro, koliko ljudi je takrat videlo jedrsko elektrarno od znotraj? No, na primer, ste z lastno roko potipali telo jedrskega reaktorja? Nihče. Uganil sem?
No, danes imajo vsi naročniki tega foto bloga možnost, da si vse te visoke tehnologije čim bolj ogledajo. Razumem, da je v živo veliko bolj zanimivo, a začnimo z majhnim. V prihodnosti bom morda lahko vzel nekaj ljudi s seboj, vendar zaenkrat preučujemo material!
02
. Torej smo petinštirideset kilometrov od gradbišča 4. stopnje Novovoroneške jedrske elektrarne. Nedaleč od obstoječe jedrske elektrarne (prvi blok je bil zagnan že v šestdesetih letih prejšnjega stoletja) gradita dva sodobna bloka s skupno močjo 2400 MW. Gradnja poteka po novem projektu "AES-2006", ki predvideva uporabo reaktorjev VVER-1200. Toda o samih reaktorjih malo kasneje. 
03
. Prav dejstvo, da gradnja še ni dokončana, nam daje redko priložnost, da vse vidimo na lastne oči. Tudi reaktorska hala, ki bo v prihodnje hermetično zaprta in odprta za vzdrževanje le enkrat letno. 
04
. Kot je razvidno iz prejšnje fotografije, je kupola zunanjega zadrževalnega plašča sedmega bloka še vedno v fazi betoniranja, bolj zanimiva pa je že zgradba reaktorja bloka št. 6 (glej sliko spodaj). Skupno je bilo za betoniranje te kupole potrebnih več kot 2000 kubičnih metrov betona. Premer kupole na dnu je 44 m, debelina - 1,2 m, bodite pozorni na zelene cevi in volumetrični kovinski valj (teža - 180 ton, premer - približno 25 m, višina - 13 m) - to so elementi pasivni sistem za odvajanje toplote (PHRS). V ruski jedrski elektrarni jih postavljajo prvič. V primeru popolnega izpada vseh sistemov jedrske elektrarne (kot se je zgodilo v Fukušimi) lahko PHRS zagotovi dolgotrajen odvod toplote iz jedra reaktorja. 
05
. Daleč največji element jedrske elektrarne so hladilni stolpi. Poleg tega je ena najučinkovitejših naprav za hlajenje vode v obtočnih vodovodnih sistemih. Visoki stolp ustvarja prav tisti prepih, ki je potreben za učinkovito hlajenje krožeče vode. Zahvaljujoč visokemu stolpu se en del hlapov vrne v cikel, drugega pa odnese veter. 
06
. Višina lupine hladilnega stolpa agregata št. 6 je 171 metrov. Ima približno 60 nadstropij. Zdaj je ta zgradba najvišja med podobnimi, ki so bile kdaj zgrajene v Rusiji. Njegovi predhodniki niso presegli 150 m višine (v jedrski elektrarni Kalinin). Za gradnjo konstrukcije je bilo potrebnih več kot 10 tisoč kubičnih metrov betona. 
07
. Ob vznožju hladilnega stolpa (premer 134 m) je ti bazenska posoda. Njegov zgornji del je "tlakovan" z namakalnimi bloki. Sprinkler je glavni strukturni element te vrste hladilnega stolpa, zasnovan tako, da prekine tok vode, ki teče skozi njega, in mu zagotovi dolgotrajno in največjo kontaktno površino s hladilnim zrakom. V bistvu so to rešetkasti moduli iz sodobnih polimernih materialov. 
08
. Seveda sem hotel narediti epski posnetek vrha, a mi je že nameščena škropilnica to preprečila. Zato se preselimo v hladilni stolp agregata št. 7. Aja, ponoči je bil mraz in smo imeli slabo uro z dvigalom do samega vrha. Zamrznjen je. 
09
. V redu, morda bom kdaj imel priložnost odjahati na tako visoko nadmorsko višino, a zaenkrat je tukaj posnetek nameščanja namakalnega sistema. 
10
. Razmišljal sem ... Ali pa morda preprosto nismo smeli iti gor iz varnostnih razlogov? 
11
. Celotno ozemlje gradbišča je polno opozorilnih, prepovednih in preprosto propagandnih plakatov in znakov. 
12
. V REDU. Teleportiramo se v zgradbo centralne nadzorne sobe (CCR).
No, seveda se dandanes vse nadzoruje z računalniki. 
13
. Ogromna soba, preplavljena s svetlobo, je dobesedno natrpana z urejenimi vrstami omar z avtomatskimi relejnimi zaščitnimi sistemi. 
14
. Relejna zaščita stalno spremlja stanje vseh elementov elektroenergetskega sistema in se odziva na nastanek okvar in/ali nenormalnih razmer. Ko pride do poškodbe, mora zaščitni sistem identificirati določeno poškodovano območje in ga izklopiti z delovanjem na posebna močnostna stikala, namenjena prekinjanju okvarnih tokov (kratek stik ali ozemljitev). 
15
. Ob vsaki steni so nameščeni gasilni aparati. Samodejno, seveda. 
16
. Nato se preselimo v stavbo stikalne naprave 220 kV (KRUE-220). Po mojem mnenju eno najbolj fotogeničnih mest v celotni jedrski elektrarni. Obstaja tudi KRUE-500, vendar nam ga niso pokazali. GIS-220 je del električne opreme splošne postaje in je zasnovan za sprejemanje električne energije iz zunanjih daljnovodov in njeno distribucijo na mestu postaje v gradnji. To pomeni, da se med gradnjo energetskih enot s pomočjo GIS-220 električna energija zagotavlja neposredno objektom v gradnji. 
17
. V projektu AES-2006, po katerem se gradita šesti in sedmi blok, so bile v distribucijski shemi na razdelilnih postajah prvič uporabljene kompletne plinsko izolirane stikalne naprave 220/500 kV z SF6 izolacijo. V primerjavi z odprtimi stikalnimi napravami, ki so se doslej uporabljale v jedrski energetiki, je površina zaprtih nekajkrat manjša. Da bi razumeli obseg stavbe, priporočam, da se vrnete na naslovno fotografijo. 
18
. Seveda bo oprema KRUE-220 po začetku obratovanja novih elektrarn uporabljena za prenos električne energije, proizvedene v jedrski elektrarni Novovoronež, v Enotni energetski sistem. Bodite pozorni na škatle v bližini stebrov daljnovoda. Večino električne opreme, ki se uporablja v gradbeništvu, proizvaja Siemens. 
19
. Ampak ne samo. Tukaj je na primer avtotransformator Hyundai.
Teža te enote je 350 ton in je zasnovana za pretvorbo električne energije od 500 kV do 220 kV. 
20
. Obstajajo (kar je lepo) naše rešitve. Tukaj je na primer povečevalni transformator, ki ga proizvaja JSC Elektrozavod. Prva domača transformatorska tovarna, ustanovljena leta 1928, je imela ogromno vlogo pri industrializaciji države in pri razvoju domače energetike. Oprema z blagovno znamko Elektrozavod deluje v več kot 60 državah sveta. 
21
. Za vsak slučaj bom razložil nekaj o transformatorjih. Na splošno shema distribucije električne energije (seveda po zaključku gradnje in zagonu) predvideva proizvodnjo električne energije z napetostjo dveh razredov - 220 kV in 500 kV. Pri tem turbina (o tem kasneje) ustvari le 24 kV, ki se po tokovnem vodniku dovaja v blok transformator, kjer se poveča na 500 kV. Po tem se del energetske zmogljivosti preko GIS-500 prenese v Enotni energetski sistem. Drugi del gre v avtotransformatorje (tisti isti Hyundai), kjer se zmanjša s 500 kV na 220 kV in prek GIS-220 (glej zgoraj) vstopi tudi v elektroenergetski sistem. Kot omenjeni blok transformator se uporabljajo trije enofazni transformatorji "električne tovarne" (moč vsakega je 533 MW, teža - 340 ton). 
22
. Če je jasno, pojdimo na namestitev parne turbine agregata št. 6. Oprostite, zdi se, da gre moja zgodba od konca do začetka (če izhajamo iz procesa pridobivanja električne energije), vendar smo približno v tem vrstnem redu hodili po gradbišču. Zato se opravičujem. 
23
. Torej sta turbina in generator skrita pod ohišjem. Zato bom pojasnil. Pravzaprav je turbina enota, v kateri se toplotna energija pare (pri temperaturi približno 300 stopinj in tlaku 6,8 MPa) pretvori v mehansko energijo vrtenja rotorja in že pri generatorju v električno energijo, ki jo potrebujemo. Sestavljena teža stroja je več kot 2600 ton, njegova dolžina je 52 metrov, sestavljen pa je iz več kot 500 komponent. Za prevoz te opreme na gradbišče je bilo uporabljenih približno 200 tovornjakov. Ta turbina K-1200–7-3000 je bila izdelana v Leningradskem kovinskem obratu in je prva visokohitrostna (3000 vrt/min) turbina z zmogljivostjo 1200 MW v Rusiji. Ta inovativni razvoj je bil ustvarjen posebej za jedrske elektrarne nove generacije, ki se gradijo po projektu AES-2006. Na fotografiji je splošen pogled na turbinsko trgovino. Ali turbinsko dvorano, če želite. Jedrski znanstveniki stare šole imenujejo turbino stroj. 
24
. Kondenzatorji turbine se nahajajo v nadstropju spodaj. Kondenzatorska skupina spada med glavno tehnološko opremo turbinske sobe in je, kot so vsi že uganili, zasnovana za pretvorbo izpušne pare turbine v tekočino. Nastali kondenzat se po potrebni regeneraciji vrne v generator pare. Teža opreme kondenzacijske enote, ki vključuje 4 kondenzatorje in cevni sistem, je več kot 2000 ton. Znotraj kondenzatorjev je približno 80 tisoč titanovih cevi, ki tvorijo površino za prenos toplote s skupno površino 100 tisoč kvadratnih metrov. 
25
. Razumem? Tukaj je skoraj prerez zgradbe turbine in gremo naprej. Čisto na vrhu je mostni žerjav. 
26
. Premaknemo se na nadzorno ploščo bloka agregata št. 6.
Mislim, da je namen jasen brez razlage. Slikovito rečeno so to možgani jedrske elektrarne. 
27
. BPU elementi. 
28
. In končno si gremo ogledati še prostore reaktorskega oddelka! Pravzaprav je to kraj, kjer se nahaja jedrski reaktor, primarni krog in njihova pomožna oprema. Seveda bo v doglednem času postalo zaprto in nedostopno. 
29
. In na najbolj naraven način, ko vstopite v notranjost, najprej dvignete glavo in se čudite velikosti zadrževalne kupole. No, in polarni žerjav hkrati. Krožni mostni žerjav (polarni žerjav) z dvižno zmogljivostjo 360 ton je zasnovan za namestitev velike in težke opreme zadrževalnega območja (ohišje reaktorja, generatorji pare, kompenzator tlaka itd.). Po zagonu jedrske elektrarne bodo žerjav uporabljali za popravila in transport jedrskega goriva. 
30
. Potem pa seveda odhitim do reaktorja in očarano opazujem njegov zgornji del, ne da bi še slutil, da je podobno tudi z ledenimi gorami. Torej to si, severni jelen. Slikovito povedano je to srce jedrske elektrarne. 
31
. Prirobnica reaktorske posode. Kasneje bo nanj nameščen zgornji blok s pogoni CPS (sistem za nadzor in zaščito reaktorja), ki zagotavljajo tesnjenje glavnega priključka. 
32
. V bližini lahko opazimo starajoči se bazen. Njegova notranja površina je varjena konstrukcija iz nerjaveče pločevine. Namenjen je začasnemu skladiščenju izrabljenega jedrskega goriva, raztovorjenega iz reaktorja. Po zmanjšanju sproščanja preostale toplote se uporabljeno gorivo odstrani iz bazena izrabljenega goriva v podjetje jedrske industrije, ki se ukvarja s predelavo in regeneracijo goriva (skladiščenje, odlaganje ali predelava). 
33
. Ob steni pa so hidravlični rezervoarji pasivnega jedrnega poplavnega sistema. Spadajo med pasivne varnostne sisteme, to pomeni, da delujejo brez vključevanja osebja in uporabe zunanjih virov energije. Če poenostavimo, so to velikanski sodi, napolnjeni z vodno raztopino borove kisline. V primeru izrednega dogodka, ko tlak v primarnem krogu pade pod določeno raven, se v reaktor dovaja tekočina in sredica se ohladi. Tako se jedrska reakcija ugasne z veliko količino vode, ki vsebuje bor, ki absorbira nevtrone. Omeniti velja, da je v projektu AES-2006, po katerem se gradi četrta stopnja Novovoroneške jedrske elektrarne, prvič predvidena dodatna, druga stopnja zaščite - hidravlični rezervoarji za pasivno poplavo aktivnega cona (8 od 12 rezervoarjev), vsak s prostornino 120 kubičnih metrov. 
34
. Med prihodnjim načrtovanim vzdrževanjem in zamenjavo jedrskega goriva bo v reaktorski prostor mogoče priti skozi transportno zaporo. Gre za 14-metrsko cilindrično komoro s premerom več kot 9 metrov, ki je na obeh straneh hermetično zaprta z vratnimi krili, ki se izmenično odpirajo. Skupna teža prehoda je približno 230 ton. 
35
. Z zunanje strani prehoda je panoramski pogled na celotno gradbišče na splošno in še posebej na blok št. 
36
. No, ko smo se naužili svežega zraka, se spustimo nižje in si ogledamo pravzaprav cilindrično reaktorsko posodo. A zaenkrat naletimo le na tehnološke cevovode. Velika zelena cev je ena od kontur, tako da smo že zelo blizu. 
37
. In tukaj je. Jedrski reaktor s tlačno vodo pod pritiskom VVER-1200. Ne bom se spuščal v džunglo jedrske cepitve in jedrske verižne reakcije (verjetno že berete diagonalno), dodal bom le, da je v notranjosti reaktorja veliko gorivnih elementov (t. i. gorivnih palic) v obliki sklop zatesnjenih cevi iz posebnih zlitin s premerom 9,1–13,5 mm in dolžine več metrov, napolnjenih z jedrskim gorivom, kot tudi krmilne palice, ki jih je mogoče daljinsko premikati z nadzorne plošče po celotni višini sredice. Te palice so narejene iz snovi, ki absorbirajo nevtrone, kot sta bor ali kadmij. Ko so palice globoko vstavljene, postane verižna reakcija nemogoča, saj se nevtroni močno absorbirajo in odstranijo iz reakcijskega območja. Na ta način se uravnava moč reaktorja. Zdaj je jasno, zakaj je v zgornjem delu reaktorja toliko lukenj? 
38
. Ja, skoraj sem pozabil na glavno obtočno črpalko (MCP). Spada tudi med glavno tehnološko opremo reaktorske zgradbe in je namenjen ustvarjanju kroženja hladilne tekočine v primarnem krogu. V eni uri enota prečrpa več kot 25 tisoč kubičnih metrov vode. Glavna obtočna črpalka zagotavlja tudi hlajenje sredice v vseh režimih obratovanja reaktorske naprave. Instalacija vključuje štiri glavne obtočne črpalke. 
39
. No, za utrditev prejetega gradiva si oglejmo najpreprostejši diagram delovanja jedrske elektrarne. Preprosto je, kajne? V posebej naprednih primerih ponovno preberite objavo, hehe))
40
. Na splošno je nekaj takega. Toda za tiste, ki jim je tema blizu, bom dodal še nekaj kart z ljudmi. Strinjam se, da jih v poročilu ni veliko, vendar je od leta 2006 tukaj delalo več tisoč strokovnjakov različnih profilov. 
41
. Nekdo spodaj ... 
42
. In nekdo zgoraj ... Čeprav jih ne vidite, so tam. 
43
. In to je eden najbolj cenjenih graditeljev jedrske elektrarne Novovoronež - samovozni žerjav na gosenicah DEMAG. Prav on je dvignil in namestil te večtonske elemente reaktorske in turbinske dvorane (nosilnost - 1250 ton). Moški inštalater in tovornjak, da razumete obseg, in v njegovi polni višini (115 metrov), poglejte čednega moškega na fotografijah 03 in 04. 
In kot zaključek. Od marca letos sta iz meni neznanih razlogov združeni delujoča jedrska elektrarna Novovoronež in jedrska elektrarna Novovoronež-2 v gradnji. To, kar smo obiskali in kar smo včasih imenovali NVNPP-2, se zdaj imenuje četrta stopnja NVNPP, bloka v izgradnji iz prve in druge pa sta se spremenila v šesto oziroma sedmo. Info 110%. Tisti, ki želijo, lahko takoj prepišejo članke na Wikipediji in zahvaljujem se zaposlenim v oddelku za odnose z bloki NEK v gradnji in še posebej Tatjani, brez katere te ekskurzije najverjetneje ne bi bilo. Prav tako se zahvaljujem za izobraževalni program o gradnji jedrskih elektrarn nadzorniku izmene Romanu Vladimiroviču Gridnevu in Vladimirju
Proizvodnja električne energije z jedrsko verižno reakcijo se je v Sovjetski zvezi prvič zgodila v jedrski elektrarni Obninsk. V primerjavi z današnjimi velikani je prva jedrska elektrarna imela le 5 MW moči, največja danes delujoča jedrska elektrarna na svetu Kashiwazaki-Kariwa (Japonska) pa 8212 MW.
Obninska elektrarna: od zagona do muzeja
Sovjetski znanstveniki pod vodstvom I. V. Kurchatova so po zaključku vojaških programov takoj začeli ustvarjati jedrski reaktor s ciljem izkoriščanja toplotne energije za njeno pretvorbo v električno. V najkrajšem možnem času so razvili prvo jedrsko elektrarno, leta 1954 pa je prišlo do zagona industrijskega jedrskega reaktorja.
Sprostitev potenciala, tako industrijskega kot strokovnega, po ustvarjanju in testiranju jedrskega orožja je I. V. Kurchatovu omogočila, da se spoprime s problemom, ki mu je bil zaupan, pri pridobivanju električne energije z obvladovanjem toplote, ki nastane med nadzorovano jedrsko reakcijo. Tehnične rešitve za ustvarjanje jedrskega reaktorja so bile obvladane med zagonom prvega eksperimentalnega uran-grafitnega reaktorja F-1 leta 1946. Na njem je bila izvedena prva verižna jedrska reakcija in potrjena so bila skoraj vsa nedavna teoretična dognanja.
Za industrijski reaktor je bilo treba najti konstrukcijske rešitve, povezane z neprekinjenim delovanjem naprave, odvajanjem toplote in dovodom generatorju, kroženjem hladilne tekočine in njegovo zaščito pred radioaktivno kontaminacijo.
Ekipa Laboratorija št. 2, ki jo vodi I. V. Kurchatov, je skupaj z NIIkhimmash pod vodstvom N. A. Dolležala izdelala vse nianse strukture. Teoretični razvoj procesa je bil zaupan fiziku E.L. Feinbergu.
Reaktor so zagnali (doseženi so bili kritični parametri) 9. maja 1954, 26. junija istega leta je bila jedrska elektrarna priključena na omrežje, decembra pa je dosegla projektno zmogljivost.
Potem ko je kot industrijska elektrarna delovala skoraj 48 let brez incidentov, je bila NE Obninsk aprila 2002 zaprta. Septembra istega leta je bilo končano razkladanje jedrskega goriva.
Tudi med delom v jedrski elektrarni so prihajale številne ekskurzije, postaja je delovala kot učilnica za bodoče jedrske znanstvenike. Danes je v njegovem vznožju urejen spominski muzej jedrske energije.
Prva tuja jedrska elektrarna
Jedrske elektrarne po zgledu Obninska niso takoj začele nastajati v tujini. V ZDA so se šele septembra 1954 odločili za gradnjo lastne jedrske elektrarne, šele leta 1958 pa so zagnali jedrsko elektrarno Shippingport v Pensilvaniji. Zmogljivost jedrske elektrarne Shippingport je bila 68 MW. Tuji strokovnjaki jo imenujejo prva komercialna jedrska elektrarna. Gradnja jedrskih elektrarn je precej draga, jedrska elektrarna je ameriško blagajno stala 72,5 milijona dolarjev.
Po 24 letih, leta 1982, je bila postaja ustavljena, do leta 1985 je bilo gorivo raztovorjeno in začela se je razstavljanje te ogromne konstrukcije, ki tehta 956 ton, za naknadno odlaganje.
Predpogoji za nastanek mirnega atoma
Po tem, ko sta nemška znanstvenika Otto Hahn in Fritz Strassmann leta 1938 odkrila jedrsko cepitev urana, so se začele raziskave verižnih reakcij.
I. V. Kurchatov, ki ga je spodbudil A. B. Ioffe, je skupaj z Yu. B. Kharitonom napisal obvestilo predsedstvu Akademije znanosti o jedrskih vprašanjih in pomenu dela v tej smeri. I. V. Kurchatov je takrat delal na Leningradskem inštitutu za fiziko in tehnologijo (Leningrajski inštitut za fiziko in tehnologijo), ki ga je vodil A. B. Ioffe, na problemih jedrske fizike.
Novembra 1938 je bil na podlagi rezultatov preučevanja problema in po govoru I. V. Kurchatova na plenumu Akademije znanosti (Akademija znanosti) predsedstvu Akademije znanosti sestavljen zapis o organizaciji dela v ZSSR o fiziki atomskega jedra. Sledi razlogom za posploševanje vseh različnih laboratorijev in inštitutov v ZSSR, ki pripadajo različnim ministrstvom in oddelkom in se v bistvu ukvarjajo z istimi problemi.
Prekinitev dela na področju jedrske fizike
Nekaj tega organizacijskega dela je bilo opravljenega pred drugo svetovno vojno, vendar se je večji napredek začel dogajati šele leta 1943, ko je bil I. V. Kurchatov pozvan, da vodi atomski projekt.
Po 1. septembru 1939 se je okrog ZSSR postopoma začel ustvarjati nekakšen vakuum. Znanstveniki tega niso takoj občutili, čeprav so sovjetski obveščevalci takoj začeli opozarjati na tajnost pospeševanja dela na preučevanju jedrskih reakcij v Nemčiji in Veliki Britaniji.
Velika domovinska vojna je takoj prilagodila delo vseh znanstvenikov v državi, vključno z jedrskimi fiziki. Že julija 1941 je bil LFTI evakuiran v Kazan. I. V. Kurchatov se je začel ukvarjati s problemom razminiranja morskih plovil (zaščita pred morskimi minami). Za svoje delo na to temo v vojnih razmerah (trije meseci na ladjah v Sevastopolu do novembra 1941, ko je bilo mesto skoraj popolnoma oblegano) je prejel Stalinovo nagrado za organizacijo službe za razmagnetenje v Potiju (Gruzija).
Po hudem prehladu ob prihodu v Kazan se je I. V. Kurchatov šele proti koncu leta 1942 lahko vrnil k temi jedrske reakcije.
Atomski projekt pod vodstvom I. V. Kurchatova
Septembra 1942 je bil I. V. Kurchatov star le 39 let, po starostnih merilih znanosti je bil poleg Ioffeja in Kapitse mlad znanstvenik. V tem času je bil Igor Vasiljevič imenovan na mesto vodje projekta. Vse jedrske elektrarne v Rusiji in plutonijevi reaktorji tega obdobja so nastali v okviru jedrskega projekta, ki ga je do leta 1960 vodil Kurchatov.
Z vidika današnjega časa si je nemogoče predstavljati, da je vodstvo ZSSR sprejelo odločitev, ki je vnaprej določila, da je bilo na okupiranih ozemljih uničenih 60% industrije, ko je glavnina prebivalstva države delala za fronto. razvoj jedrske energije v prihodnosti.
Po oceni obveščevalnih poročil o stanju dela na področju atomske jedrske fizike v Nemčiji, Veliki Britaniji in ZDA je Kurčatovu postalo jasno, kakšen je zaostanek. Začel je zbirati znanstvenike po vsej državi in aktivne fronte, ki bi lahko sodelovali pri ustvarjanju jedrskega potenciala.
Pomanjkanje urana, grafita, težke vode in pomanjkanje ciklotrona znanstvenika ni ustavilo. V Moskvi se je nadaljevalo delo, tako teoretično kot praktično. Visoko stopnjo tajnosti je določil GKO (Državni odbor za obrambo). Za proizvodnjo orožnega plutonija je bil zgrajen reaktor (»kotel« po lastni terminologiji Kurčatova). Potekala so dela za obogatitev urana.
Zaostajanje za ZDA od 1942 do 1949
2. septembra 1942 so v ZDA v prvem jedrskem reaktorju na svetu izvedli nadzorovano jedrsko reakcijo. V tem času v ZSSR, razen teoretičnega razvoja znanstvenikov in obveščevalnih podatkov, ni bilo praktično ničesar.
Postalo je jasno, da državi ne bo uspelo v kratkem času dohiteti ZDA. Pripraviti (varčevati) osebje, ustvariti predpogoje za hiter razvoj procesov bogatenja urana, vzpostavitev jedrskega reaktorja za proizvodnjo orožnega plutonija in obnovitev delovanja tovarn za proizvodnjo čistega grafita - to so bile naloge, ki jih je bilo treba opraviti v vojnem in povojnem času.
Pojav jedrske reakcije je povezan s sproščanjem ogromne količine toplotne energije. Ameriški znanstveniki - prvi ustvarjalci atomske bombe - so to uporabili kot dodaten škodljiv učinek med eksplozijo.
Jedrske elektrarne sveta
Danes je jedrska energija, čeprav proizvaja ogromne količine električne energije, razširjena v omejenem številu držav. To je posledica ogromnih kapitalskih naložb v gradnjo jedrskih elektrarn, od geoloških raziskav, gradnje, ustvarjanja zaščite in konča z usposabljanjem zaposlenih. Povračilo se lahko zgodi v desetih letih, pod pogojem, da postaja še naprej deluje neprekinjeno.
Izvedljivost gradnje jedrske elektrarne praviloma določijo nacionalne vlade (seveda po preučitvi različnih možnosti). V kontekstu razvoja industrijskega potenciala, v odsotnosti lastnih notranjih zalog energetskih virov v velikih količinah ali njihovi visoki ceni, se daje prednost gradnji jedrskih elektrarn.
Do konca leta 2014 so jedrski reaktorji delovali v 31 državah sveta. V Belorusiji in ZAE so začeli graditi jedrske elektrarne.
št. | Država | Število delujočih jedrskih elektrarn | Število delujočih reaktorjev | Ustvarjena moč |
Argentina | ||||
Brazilija | ||||
Bolgarija | ||||
Velika Britanija | ||||
Nemčija | ||||
Nizozemska | ||||
Pakistan | ||||
Slovaška | ||||
Slovenija | ||||
Finska | ||||
Švica | ||||
Južna Koreja | ||||
Jedrske elektrarne v Rusiji
Danes v Ruski federaciji deluje deset jedrskih elektrarn.
ime NEK | Število delovnih blokov | Vrsta reaktorja | Inštalirana moč, MW |
Balakovskaja | |||
Beloyarskaya | BN-600, BN-800 | ||
Bilibinskaja | |||
Kalininskaya | |||
Kola | |||
Leningradskaja | |||
Novovoronežskaja | VVER-440, VVER-1000 | ||
Rostovskaja | VVER-1000/320 | ||
Smolenska |
Danes so ruske jedrske elektrarne del državne korporacije Rosatom, ki združuje vse strukturne oddelke industrije od pridobivanja in bogatenja urana ter proizvodnje jedrskega goriva do obratovanja in gradnje jedrskih elektrarn. Po količini proizvedene energije v jedrskih elektrarnah je Rusija na drugem mestu v Evropi za Francijo.
Jedrska energija v Ukrajini
Jedrske elektrarne v Ukrajini so bile zgrajene v času Sovjetske zveze. Skupna instalirana moč ukrajinskih jedrskih elektrarn je primerljiva z ruskimi.
ime NEK | Število delovnih blokov | Vrsta reaktorja | Inštalirana moč, MW |
Zaporožje | |||
Rivne | VVER-440,VVER-1000 | ||
Khmelnitskaya | |||
južnoukrajinski |
Pred razpadom ZSSR je bila jedrska energija v Ukrajini združena v eno samo industrijo. V postsovjetskem obdobju, pred dogodki leta 2014, so bila v Ukrajini industrijska podjetja, ki so proizvajala komponente za ruske jedrske elektrarne. Zaradi razpada industrijskih odnosov med Rusko federacijo in Ukrajino so bili zagoni elektrarn, ki se gradijo v Rusiji, načrtovani za leti 2014 in 2015, odloženi.
Jedrske elektrarne v Ukrajini delujejo na gorivne palice (gorivne elemente z jedrskim gorivom, kjer pride do reakcije jedrske cepitve), proizvedene v Ruski federaciji. Želja Ukrajine po prehodu na ameriško gorivo je leta 2012 skoraj pripeljala do nesreče v južnoukrajinski jedrski elektrarni.
Do leta 2015 državni koncern "Jedrsko gorivo", ki vključuje Vzhodni rudarsko-predelovalni obrat (kopanje uranove rude), še ni mogel organizirati rešitve vprašanja lastne proizvodnje gorivnih palic.
Obeti za jedrsko energijo
Po letu 1986, ko se je zgodila černobilska nesreča, so v številnih državah zaprli jedrske elektrarne. Izboljšanje stopnje varnosti je jedrsko energijo popeljalo iz stagnacije. Do leta 2011, ko je zaradi cunamija prišlo do nesreče v japonski jedrski elektrarni Fukušima-1, se je jedrska energetika vztrajno razvijala.
Danes bodo nenehne (manjše in večje) nesreče v jedrskih elektrarnah upočasnile odločanje o gradnji ali ponovnem zagonu naprav. Odnos zemeljskega prebivalstva do problema pridobivanja električne energije z jedrsko reakcijo lahko opredelimo kot previdno pesimističen.
Vse je zelo preprosto. V jedrskem reaktorju uran-235 razpade, pri tem se sprosti ogromno toplotne energije, zavre vodo, para pod pritiskom vrti turbino, ki vrti električni generator, ki proizvaja elektriko.
Znanost pozna vsaj en naravni jedrski reaktor. Nahaja se v nahajališču urana Oklo v Gabonu. Res je, ohladilo se je že pred milijardo in pol let.
Uran-235 je eden izmed izotopov urana. Od enostavnega urana se razlikuje po tem, da njegovemu jedru manjkajo 3 nevtroni, zaradi česar postane jedro manj stabilno in se razbije na dvoje, ko vanj zadene nevtron z veliko hitrostjo. V tem primeru se sprostijo še 2-3 nevtroni, ki lahko vstopijo v drugo jedro urana-235 in ga razcepijo. In tako naprej po verigi. To se imenuje jedrska reakcija.
Nadzorovana reakcija
Če jedrske verižne reakcije ne obvladate in gre prehitro, boste dobili pravo jedrsko eksplozijo. Zato je treba proces skrbno spremljati in preprečiti prehiter razpad urana. Za to se jedrsko gorivo v kovinskih ceveh postavi v moderator - snov, ki upočasni nevtrone in pretvori njihovo kinetično energijo v toploto.
Za nadzor hitrosti reakcije so palice iz materiala, ki absorbira nevtrone, potopljene v moderator. Ko so te palice dvignjene, zajamejo manj nevtronov in reakcija se pospeši. Če palice spustimo, se bo reakcija spet upočasnila.
Stvar tehnologije
Ogromne cevi v jedrskih elektrarnah pravzaprav sploh niso cevi, ampak hladilni stolpi - stolpi za hitro hlajenje pare.
V trenutku razpada se jedro razcepi na dva dela, ki z vrtoglavo hitrostjo odletita narazen. Vendar ne letijo daleč - zadenejo sosednje atome in kinetična energija se spremeni v toplotno.
Nato se ta toplota uporabi za segrevanje vode, ki jo spremeni v paro, para vrti turbino, turbina pa vrti generator, ki proizvaja elektriko, tako kot v običajni termoelektrarni na premog.
Smešno, toda vsa ta jedrska fizika, uranovi izotopi, jedrske verižne reakcije – vse zato, da zavre vodo.
Za čistočo
Jedrska energija se ne uporablja samo v jedrskih elektrarnah. Obstajajo ladje in podmornice, ki jih poganja jedrska energija. V 50. letih prejšnjega stoletja so razvili celo jedrske avtomobile, letala in vlake.
Zaradi delovanja jedrskega reaktorja nastajajo radioaktivni odpadki. Nekatere od njih je mogoče reciklirati za nadaljnjo uporabo, druge pa je treba hraniti v posebnih skladiščih, da ne povzročajo škode ljudem in okolju.
Kljub temu je jedrska energija danes ena najbolj okolju prijaznih. Jedrske elektrarne ne proizvajajo emisij, zahtevajo zelo malo goriva, zavzamejo malo prostora in so ob pravilni uporabi zelo varne.
Toda po nesreči v jedrski elektrarni v Černobilu so številne države ustavile razvoj jedrske energije. Čeprav denimo v Franciji skoraj 80 odstotkov energije proizvedejo jedrske elektrarne.
V 2000-ih so se zaradi visoke cene nafte vsi spomnili jedrske energije. Obstaja razvoj kompaktnih jedrskih elektrarn, ki so varne, lahko delujejo desetletja in ne potrebujejo vzdrževanja.
Jedrska energetika je eno najbolj razvijajočih se področij industrije, kar narekuje nenehno povečevanje porabe električne energije. Številne države imajo lastne vire proizvodnje energije z uporabo »miroljubnih atomov«.
Zemljevid jedrskih elektrarn v Rusiji (RF)
Rusija je vključena v to številko. Zgodovina ruskih jedrskih elektrarn se začne leta 1948, ko je izumitelj sovjetske atomske bombe I.V. Kurčatov je dal pobudo za načrtovanje prve jedrske elektrarne na ozemlju takratne Sovjetske zveze. Jedrske elektrarne v Rusiji izvirajo iz izgradnje jedrske elektrarne Obninsk, ki ni postala le prva v Rusiji, ampak prva jedrska elektrarna na svetu.
Rusija je edinstvena država, ki ima tehnologijo jedrske energije s polnim ciklusom, kar pomeni vse faze, od izkopavanja rude do končne proizvodnje električne energije. Hkrati ima Rusija zaradi svojih velikih ozemelj zadostne zaloge urana, tako v obliki zemeljskega podzemlja kot v obliki orožja.
Dandanes jedrske elektrarne v Rusiji vključuje 10 delujočih objektov, ki zagotavljajo zmogljivost 27 GW (GigaWatt), kar je približno 18 % energetske mešanice države. Sodobni razvoj tehnologije omogoča, da jedrske elektrarne v Rusiji postanejo okolju prijazne, kljub dejstvu, da je uporaba jedrske energije najbolj nevarna proizvodnja z vidika industrijske varnosti.
Zemljevid jedrskih elektrarn (JED) v Rusiji ne vključuje samo delujočih elektrarn, ampak tudi tiste v gradnji, ki jih je približno 10. Hkrati tiste v gradnji vključujejo ne le polnopravne jedrske elektrarne, temveč tudi obetaven razvoj v obliki ustvarjanja plavajoče jedrske elektrarne, za katero je značilna mobilnost.
Seznam jedrskih elektrarn v Rusiji je naslednji:
Trenutno stanje jedrske energije v Rusiji nam omogoča, da govorimo o prisotnosti velikega potenciala, ki se bo v bližnji prihodnosti lahko uresničil pri ustvarjanju in oblikovanju novih vrst reaktorjev, ki bodo omogočali proizvodnjo velikih količin energije z nižjimi stroški.
10,7 % svetovne proizvodnje električne energije letno izvira iz jedrskih elektrarn. Skupaj s termoelektrarnami in hidroelektrarnami si prizadevajo zagotoviti človeštvu svetlobo in toploto, omogočiti uporabo električnih naprav ter narediti naše življenje udobnejše in enostavnejše. Zgodi se, da danes besedo "jedrska elektrarna" povezujemo z globalnimi katastrofami in eksplozijami. Običajni ljudje nimajo niti najmanjšega pojma o delovanju jedrske elektrarne in njeni zgradbi, a tudi najbolj nepoučeni so slišali in se prestrašili incidentov v Černobilu in Fukušimi.
Kaj je jedrska elektrarna? Kako delujejo? Kako nevarne so jedrske elektrarne? Ne verjemite govoricam in mitom, poglejmo!
Kaj je jedrska elektrarna?
16. julija 1945 so na vojaškem poligonu v ZDA prvič pridobili energijo iz uranovega jedra. Močna eksplozija atomske bombe, ki je povzročila ogromno število žrtev, je postala prototip sodobnega in popolnoma mirnega vira električne energije.
Električna energija je bila prvič proizvedena z jedrskim reaktorjem 20. decembra 1951 v zvezni državi Idaho v ZDA. Da bi preverili njegovo delovanje, so generator priključili na 4 žarnice z žarilno nitko, ki so za vse nepričakovano zasvetile. Od tega trenutka naprej je človeštvo začelo uporabljati energijo jedrskega reaktorja za proizvodnjo električne energije.
Prvo jedrsko elektrarno na svetu so zagnali v Obninsku v ZSSR leta 1954. Njegova moč je bila le 5 megavatov.
Kaj je jedrska elektrarna? Jedrska elektrarna je jedrska naprava, ki proizvaja energijo z jedrskim reaktorjem. Jedrski reaktor deluje na jedrsko gorivo, najpogosteje na uran.
Načelo delovanja jedrske naprave temelji na reakciji cepitve uranovih nevtronov, ki se med trčenjem razdelijo na nove nevtrone, ti pa prav tako trčijo in tudi cepijo. Ta reakcija se imenuje verižna reakcija in je osnova jedrske energije. Celoten proces ustvarja toploto, ki segreje vodo do žgoče vročine (320 stopinj Celzija). Nato se voda spremeni v paro, para vrti turbino, poganja električni generator, ki proizvaja elektriko.
Gradnja jedrskih elektrarn danes poteka zelo hitro. Glavni razlog za naraščanje števila jedrskih elektrarn na svetu so omejene zaloge organskega goriva, preprosto povedano, zmanjkuje zalog plina in nafte, potrebnih za industrijske in komunalne potrebe ter urana in plutonija, ki delujejo kot gorivo za jedrske elektrarne, so potrebne v majhnih količinah, njihovih zalog je še dovolj.
Kaj je jedrska elektrarna? Ne gre samo za elektriko in toploto. Jedrske elektrarne se poleg proizvodnje električne energije uporabljajo tudi za razsoljevanje vode. Takšna jedrska elektrarna je na primer v Kazahstanu.
Kakšno gorivo se uporablja v jedrskih elektrarnah?
V praksi lahko jedrske elektrarne uporabljajo več snovi, ki lahko proizvajajo jedrsko elektriko; sodobna goriva za jedrske elektrarne so uran, torij in plutonij.
Torijevo gorivo se trenutno ne uporablja v jedrskih elektrarnah, Ker težje ga je pretvoriti v gorivne elemente ali na kratko gorivne palice.
Gorivne palice so kovinske cevi, ki so nameščene v jedrskem reaktorju. V gorivnih palicah so radioaktivne snovi. Te cevi lahko imenujemo skladišča jedrskega goriva. Drugi razlog za redko uporabo torija je njegova zapletena in draga predelava po uporabi v jedrskih elektrarnah.
Plutonijevo gorivo se tudi ne uporablja v jedrski energetiki, ker ta snov ima zelo zapleteno kemično sestavo, ki se je še vedno niso naučili pravilno uporabljati.
Uranovo gorivo
Glavna snov, ki proizvaja energijo v jedrskih elektrarnah, je uran. Uran se danes pridobiva na tri načine: odprti kopi, zaprti rudniki in podzemno izpiranje z vrtalnimi rudniki. Zadnji način je še posebej zanimiv. Za pridobivanje urana z izpiranjem raztopino žveplove kisline vlijemo v podzemne vrtine, jo nasičimo z uranom in izčrpamo nazaj.
Največje zaloge urana na svetu se nahajajo v Avstraliji, Kazahstanu, Rusiji in Kanadi. Najbogatejša nahajališča so v Kanadi, Zairu, Franciji in na Češkem. V teh državah iz tone rude pridobijo do 22 kilogramov uranove surovine. Za primerjavo, v Rusiji iz ene tone rude pridobijo nekaj več kot kilogram in pol urana.
Rudniki urana so neradioaktivni. V svoji čisti obliki je ta snov za človeka malo nevarna, veliko večjo nevarnost predstavlja brezbarvni radioaktivni plin radon, ki nastane pri naravnem razpadu urana.
Urana v obliki rude ni mogoče uporabiti v jedrskih elektrarnah, ne more povzročiti nobenih reakcij. Najprej se uranove surovine predelajo v prah – uranov oksid, šele nato postane uranovo gorivo. Uranov prah spremenijo v kovinske "tablete" - stisnejo ga v majhne čiste bučke, ki jih 24 ur žgejo pri pošastno visokih temperaturah več kot 1500 stopinj Celzija. Prav te uranove kroglice vstopijo v jedrske reaktorje, kjer začnejo medsebojno delovati in na koncu ljudem zagotavljajo elektriko.
V enem jedrskem reaktorju hkrati deluje približno 10 milijonov uranovih kroglic.
Seveda se uranove kroglice ne vržejo preprosto v reaktor. Postavljene so v kovinske cevi iz cirkonijevih zlitin - gorivne palice, cevi so med seboj povezane v snope in tvorijo gorivne sklope - gorivne sklope. Prav FA lahko upravičeno imenujemo gorivo za jedrske elektrarne.
Predelava goriva za jedrske elektrarne
Po približno enem letu uporabe je treba uran v jedrskih reaktorjih zamenjati. Gorivni elementi se več let ohlajajo in pošiljajo na sekljanje in raztapljanje. Zaradi kemične ekstrakcije se sproščata uran in plutonij, ki ju ponovno uporabimo in uporabimo za izdelavo svežega jedrskega goriva.
Razpadni produkti urana in plutonija se uporabljajo za izdelavo virov ionizirajočega sevanja. Uporabljajo se v medicini in industriji.
Vse, kar ostane po teh manipulacijah, pošljejo v vročo peč in iz ostankov izdelajo steklo, ki ga nato shranijo v posebnih skladiščih. Zakaj steklo? Zelo težko bo odstraniti ostanke radioaktivnih elementov, ki lahko škodijo okolju.
Novice o jedrski elektrarni - pred kratkim se je pojavil nov način odlaganja radioaktivnih odpadkov. Nastali so tako imenovani hitri jedrski reaktorji oziroma hitri nevtronski reaktorji, ki delujejo na reciklirane ostanke jedrskega goriva. Po mnenju znanstvenikov so ostanki jedrskega goriva, ki so trenutno shranjeni v skladiščih, sposobni zagotoviti gorivo za hitre nevtronske reaktorje za 200 let.
Poleg tega lahko novi hitri reaktorji delujejo na uranovo gorivo, ki je narejeno iz urana 238; ta snov se ne uporablja v običajnih jedrskih elektrarnah, ker Današnje jedrske elektrarne lažje predelajo uran 235 in 233, ki ga je v naravi malo ostalo. Tako so novi reaktorji priložnost za izkoriščanje ogromnih nahajališč urana 238, ki jih doslej še nihče ni izkoristil.
Kako se zgradi jedrska elektrarna?
Kaj je jedrska elektrarna? Kaj je ta zmešnjava sivih zgradb, ki jih je večina od nas videla samo na televiziji? Kako vzdržljive in varne so te strukture? Kakšna je zgradba jedrske elektrarne? Srce vsake jedrske elektrarne je reaktorska zgradba, poleg nje je turbinska soba in varnostna zgradba.
Gradnja jedrskih elektrarn poteka v skladu s predpisi, predpisi in varnostnimi zahtevami za objekte, ki delajo z radioaktivnimi snovmi. Jedrska elektrarna je polnopravni strateški objekt države. Zato je debelina sten in armiranobetonskih armaturnih konstrukcij v reaktorski zgradbi nekajkrat večja od debeline standardnih konstrukcij. Tako lahko prostori jedrskih elektrarn prenesejo potrese z magnitudo 8, tornade, cunamije, tornade in letalske nesreče.
Zgradba reaktorja je okronana s kupolo, ki je zaščitena z notranjimi in zunanjimi betonskimi stenami. Notranja betonska stena je obložena z jekleno pločevino, ki naj bi v primeru nesreče ustvarila zaprt zračni prostor in ne sproščala radioaktivnih snovi v zrak.
Vsaka jedrska elektrarna ima svoj hladilni bazen. Tja so postavljene uranove tablete, ki so že odslužile svojo življenjsko dobo. Po odstranitvi uranovega goriva iz reaktorja le-to ostane izjemno radioaktivno, zato mora preteči od 3 do 10 let (odvisno od zasnove reaktorja, v katerem je bilo gorivo), da reakcije znotraj gorivnih palic prenehajo. V hladilnih bazenih se uranove kroglice ohladijo in v njih prenehajo potekati reakcije.
Tehnološki diagram jedrske elektrarne ali preprosto povedano projektni diagram jedrske elektrarne je več vrst, prav tako značilnosti jedrske elektrarne in toplotni diagram jedrske elektrarne je odvisen od vrste jedrskega reaktorja, ki se uporablja v procesu proizvodnje električne energije.
Plavajoča jedrska elektrarna
Kaj je jedrska elektrarna že vemo, ruski znanstveniki pa so prišli na idejo, da bi jedrsko elektrarno naredili mobilno. Do danes je projekt skoraj zaključen. Ta zasnova se je imenovala plavajoča jedrska elektrarna. Po načrtu bo plavajoča jedrska elektrarna lahko oskrbovala z elektriko mesto z do dvesto tisoč prebivalci. Njegova glavna prednost je možnost premikanja po morju. Gradnja jedrske elektrarne, ki se lahko premika, trenutno poteka le v Rusiji.
Novice o jedrski elektrarni so skorajšnji zagon prve plavajoče jedrske elektrarne na svetu, ki je zasnovana za oskrbo z energijo pristaniškega mesta Pevek, ki se nahaja v avtonomnem okrožju Čukotka v Rusiji. Prva plavajoča jedrska elektrarna se imenuje "Akademik Lomonosov", mini jedrska elektrarna se gradi v Sankt Peterburgu in je načrtovana za zagon v letih 2016 - 2019. Predstavitev plavajoče jedrske elektrarne je potekala leta 2015, takrat so gradbeniki predstavili skoraj dokončan projekt plavajoče jedrske elektrarne.
Plavajoča jedrska elektrarna je zasnovana za oskrbo z elektriko najbolj oddaljenih mest z dostopom do morja. Jedrski reaktor Akademik Lomonosov ni tako zmogljiv kot kopenske jedrske elektrarne, ima pa življenjsko dobo 40 let, kar pomeni, da prebivalci malega Pevka skoraj pol stoletja ne bodo trpeli zaradi pomanjkanja elektrike.
Plavajoča jedrska elektrarna se lahko uporablja ne le kot vir toplote in električne energije, ampak tudi za razsoljevanje vode. Po izračunih lahko proizvede od 40 do 240 kubičnih metrov sveže vode na dan.
Stroški prvega bloka plavajoče jedrske elektrarne so znašali 16 milijard in pol rubljev, kot vidimo, gradnja jedrskih elektrarn ni poceni užitek.
Varnost jedrske elektrarne
Po katastrofi v Černobilu leta 1986 in nesreči v Fukušimi leta 2011 besede jedrska elektrarna v ljudeh povzročajo strah in paniko. Pravzaprav so sodobne jedrske elektrarne opremljene z najnovejšo tehnologijo, razvita so bila posebna varnostna pravila, na splošno pa je zaščita jedrske elektrarne sestavljena iz 3 stopenj:
Na prvi stopnji mora biti zagotovljeno normalno obratovanje jedrske elektrarne. Varnost jedrske elektrarne je v veliki meri odvisna od pravilne lokacije jedrske elektrarne, dobro izdelanega projekta in izpolnjevanja vseh pogojev pri gradnji objekta. Vse mora biti v skladu s predpisi, varnostnimi navodili in načrti.
Na drugi ravni je pomembno preprečiti prehod normalnega delovanja jedrske elektrarne v izredne razmere. V ta namen obstajajo posebne naprave, ki spremljajo temperaturo in tlak v reaktorjih ter poročajo o najmanjših spremembah odčitkov.
Če prva in druga stopnja zaščite ne delujeta, se uporabi tretja - neposredni odziv na izredne razmere. Senzorji zaznajo nesrečo in se nanjo sami odzovejo - reaktorje ugasnejo, vire sevanja lokalizirajo, sredico ohladijo in poročajo o nesreči.
Seveda jedrska elektrarna zahteva posebno pozornost varnostnemu sistemu, tako v fazi gradnje kot v fazi obratovanja. Neupoštevanje strogih predpisov ima lahko zelo hude posledice, a danes večino odgovornosti za varnost jedrskih elektrarn nosijo računalniški sistemi, človeški faktor pa je skoraj popolnoma izključen. Ob upoštevanju visoke natančnosti sodobnih strojev ste lahko prepričani v varnost jedrskih elektrarn.
Strokovnjaki zagotavljajo, da je v stabilno delujočih sodobnih jedrskih elektrarnah ali v njihovi bližini nemogoče prejeti velike doze radioaktivnega sevanja. Tudi delavci jedrske elektrarne, ki mimogrede vsak dan merijo prejeto sevanje, niso izpostavljeni nič več sevanju kot običajni prebivalci velikih mest.
Jedrski reaktorji
Kaj je jedrska elektrarna? To je predvsem delujoč jedrski reaktor. V njem se odvija proces generiranja energije. FA so postavljeni v jedrski reaktor, kjer uranovi nevtroni reagirajo med seboj, kjer prenašajo toploto na vodo itd.
Znotraj posamezne zgradbe reaktorja so naslednje strukture: vir oskrbe z vodo, črpalka, generator, parna turbina, kondenzator, odzračevalniki, čistilec, ventil, izmenjevalnik toplote, sam reaktor in regulator tlaka.
Reaktorji so v več vrstah, odvisno od tega, katera snov deluje kot moderator in hladilno sredstvo v napravi. Najverjetneje bo sodobna jedrska elektrarna imela reaktorje na toplotne nevtrone:
- voda-voda (z navadno vodo kot moderatorjem nevtronov in hladilnim sredstvom);
- grafit-voda (moderator - grafit, hladilno sredstvo - voda);
- grafit-plin (moderator – grafit, hladilno sredstvo – plin);
- težka voda (moderator - težka voda, hladilno sredstvo - navadna voda).
Učinkovitost JE in moč JE
Skupni izkoristek jedrske elektrarne (faktor učinkovitosti) z reaktorjem pod tlakom je približno 33%, z reaktorjem z grafitno vodo - približno 40%, in reaktorjem s težko vodo - približno 29%. Ekonomska upravičenost jedrske elektrarne je odvisna od učinkovitosti jedrskega reaktorja, energetske intenzivnosti reaktorske sredice, faktorja izkoriščenosti inštalirane zmogljivosti na leto itd.
Novice o jedrskih elektrarnah – znanstveniki obljubljajo, da bodo kmalu povečali izkoristek jedrskih elektrarn za enkrat in pol, na 50%. To se bo zgodilo, če gorivne sestave ali gorivne sestave, ki so neposredno nameščeni v jedrski reaktor, ne bodo izdelane iz cirkonijevih zlitin, temveč iz kompozita. Težave jedrskih elektrarn danes so, da cirkonij ni dovolj toplotno odporen, ne prenese zelo visokih temperatur in pritiskov, zato je izkoristek jedrskih elektrarn nizek, medtem ko kompozit prenese temperature nad tisoč stopinj Celzija.
V ZDA, Franciji in Rusiji potekajo poskusi uporabe kompozita kot ovoja za uranove kroglice. Znanstveniki si prizadevajo povečati trdnost materiala in njegovo uvedbo v jedrsko energijo.
Kaj je jedrska elektrarna? Jedrske elektrarne so svetovna električna energija. Skupna električna zmogljivost jedrskih elektrarn po svetu je 392.082 MW. Lastnosti jedrske elektrarne so odvisne predvsem od njene moči. Najmočnejša jedrska elektrarna na svetu se nahaja v Franciji, zmogljivost jedrske elektrarne Sivo (vsaka enota) je več kot tisoč in pol MW (megavat). Moč drugih jedrskih elektrarn se giblje od 12 MW v mini jedrskih elektrarnah (JE Bilibino, Rusija) do 1382 MW (jedrska elektrarna Flanmanville, Francija). V fazi gradnje sta blok Flamanville z zmogljivostjo 1650 MW in južnokorejske jedrske elektrarne Shin-Kori z zmogljivostjo jedrske elektrarne 1400 MW.
Stroški NEK
Jedrska elektrarna, kaj je to? To je veliko denarja. Danes ljudje potrebujejo kakršna koli sredstva za pridobivanje električne energije. Vodne, termo in jedrske elektrarne gradijo povsod v bolj ali manj razvitih državah. Gradnja jedrske elektrarne ni lahek proces, zahteva velike stroške in kapitalske naložbe, največkrat se črpajo finančna sredstva iz državnih proračunov.
Stroški jedrske elektrarne vključujejo kapitalske stroške - stroške priprave lokacije, gradnje, zagona opreme (zneski kapitalskih stroškov so previsoki, na primer en generator pare v jedrski elektrarni stane več kot 9 milijonov dolarjev). Poleg tega jedrske elektrarne zahtevajo tudi obratovalne stroške, ki vključujejo nakup goriva, stroške za njegovo odlaganje itd.
Uradna cena jedrske elektrarne je iz več razlogov le približna, danes bo jedrska elektrarna stala približno 21-25 milijard evrov. Izgradnja ene jedrske enote iz nič bo stala približno 8 milijonov dolarjev. V povprečju je vračilna doba za eno postajo 28 let, življenjska doba 40 let. Kot lahko vidite, so jedrske elektrarne precej drago veselje, vendar, kot smo ugotovili, neverjetno potrebno in koristno za vas in zame.
