АЕЦ: принцип на действие, характеристики, история и интересни факти

Един от най-глобалните проблеми на човечеството е енергията. Гражданската инфраструктура, промишлеността, въоръжените сили - всичко това изисква огромно количество електроенергия, а за нейното производство се разпределя годишно голяма част от минералните ресурси. Проблемът е, че тези ресурси не са безкрайни и сега, докато ситуацията е повече или по-малко стабилна, трябва да мислите за бъдещето. Големите надежди бяха насочени към алтернативната, чиста електроенергия, но както показва практиката, крайният резултат е далеч от желаното. Разходите за слънчева или вятърна енергия са огромни, а количеството енергия е минимално. И затова сега атомни електроцентрали счита за най-обещаващия вариант за по-нататъшно развитие.

История на АЕЦ

Първите идеи за използването на атома за генериране на електроенергия се появяват в СССР около 40-те години на 20-ти век, почти 10 години преди създаването на свой собствен атом. оръжия за масово унищожение на тази основа. През 1948 г. е разработен принципът на действие на атомните електроцентрали и в същото време се оказва, че за първи път в света се захранват устройствата от атомна енергия. През 1950 г. Съединените щати завършиха изграждането на малък ядрен реактор, който по това време можеше да се счита за единствената електроцентрала на този тип планета. Вярно е, че той е експериментален и дава само 800 вата мощност. Същевременно СССР положи основите на първата в света пълноценна атомна електроцентрала, въпреки че след въвеждането й в експлоатация все още не е произвеждала електричество в индустриален мащаб. Този реактор се използва повече за усъвършенстване на технологията.

От този момент започва масовото изграждане на атомни електроцентрали по света. В допълнение към традиционните лидери в тази „раса”, САЩ и СССР, първите реактори се появиха в:

• 1956 - Великобритания.
• 1959 - Франция.
• 1961 - Германия.
• 1962 - Канада.
• 1964 - Швеция.
• 1966 - Япония.

Броят на АЕЦ, които се строят, непрекъснато се увеличава, чак до катастрофата в Чернобил, след което строителството започва да замръзва и постепенно много страни започват да се отказват от ядрената енергия. В момента такива нови електроцентрали се появяват главно в Русия и Китай. Някои държави, които преди това са планирали да преминат към друг вид енергия, постепенно се връщат към програмата и в близко бъдеще е възможен нов скок в изграждането на атомни електроцентрали. Това е задължителен етап от човешкото развитие, поне докато не се намерят други ефективни възможности за производство на енергия.

Характеристики на ядрената енергия

Основното предимство е разработването на огромно количество енергия с минимално потребление на гориво, без почти никакво замърсяване. Принципът на действие на атомната електроцентрала в атомна електроцентрала се основава на обикновен парогенератор и използва водата като основен елемент (без да се брои самото гориво), поради което от екологична гледна точка вредата е минимална. Потенциалната опасност от електроцентрали от този тип е силно преувеличена. Причините за катастрофата в Чернобил все още не са установени надеждно (повече за това по-долу) и освен това цялата информация, събрана по време на разследването, позволи модернизация на съществуващите станции, с изключение дори на невъзможни варианти за радиационни емисии. Еколозите понякога казват, че такива станции са мощен източник на топлинно замърсяване, но това също не е съвсем вярно. Всъщност горещата вода от втория кръг навлиза в резервоарите, но най-често се използват изкуствените им варианти, а в други случаи делът на това повишаване на температурата не може да се сравни с замърсяването от други енергийни източници.

Проблем с горивото

Не последната роля в популярността на атомните електроцентрали се играе с гориво - уран-235. Тя изисква много по-малко от всички други видове с едновременно голямо освобождаване на енергия. Принципът на работа на реактора на ядрена електроцентрала включва използването на това гориво под формата на специални "таблетки", поставени в пръчки. Всъщност единствената трудност в този случай е да се създаде точно такава форма. Въпреки това напоследък започна да се появява информация, че и сегашните световни резерви няма да продължат дълго. Но тя вече е предоставена. Най-новите триходови реактори работят с уран-238, от които има много, а проблемът с недостига на гориво ще изчезне дълго време.

Принципът на работа на двуконтурната АЕЦ

Както бе споменато по-горе, то се основава на обичайното парна машина. Накратко, принципът на действие на атомните електроцентрали е да се загрява водата от първи контур, който от своя страна загрява водата на втори контур до състояние на пара. Тя изглежда на турбината, въртящи се остриета, в резултат на което генераторът произвежда електричество. Парата за отпадъци влиза в кондензатора и се връща обратно във водата. Така се оказва почти затворен цикъл. На теория всичко това може да работи дори по-лесно, като се използва само една верига, но това вече е наистина опасно, тъй като водата в нея на теория може да бъде изложена на замърсяване, което е изключено, когато се използва стандартен стандарт за повечето АЕЦ с два водни цикъла, изолирани един от друг.

Принципът на действие на триколонна АЕЦ

Това са вече по-модерни електроцентрали, които работят на уран-238. Нейните резерви съставляват над 99% от всички радиоактивни елементи в света (оттук и големите перспективи за използване). Принципът на действие и проектиране на атомни електроцентрали от този тип е вече в присъствието на до три вериги и активно използване на течен натрий. Като цяло всичко остава почти същото, но с малки допълнения. В първи контур, нагряване директно от реактора, този течен натрий циркулира при висока температура. Вторият кръг се загрява от първия и също използва една и съща течност, но не толкова гореща. И едва тогава в третия кръг се използва вода, която се загрява от втората до парата и върти турбината. Системата се оказва по-технологично сложна, но трябва да изграждате такава АЕЦ само веднъж и тогава ще се радвате само на плодовете на труда.

Чернобил

Смята се, че принципът на ядрената централа в Чернобил е станал основната причина за бедствието. Официално има две версии на случилото се. Един проблем възникна поради грешни действия на операторите на реактори. Вторият се дължи на неуспешния проект на електроцентралата. Принципът на действие на АЕЦ Чернобил обаче е използван и в други станции от този тип, които функционират добре и до днес. Има мнение, че е възникнала верига от злополуки, която е почти невъзможно да се повтори. Това и малко земетресение в района, провеждане на експеримент с реактора, незначителни проблеми на самия проект и т.н. Заедно това беше причината за експлозията. Независимо от това, причината, която предизвика рязко увеличаване на мощността на реактора, когато той не трябваше да го прави, е все още неизвестен. Имаше дори мнение за евентуален саботаж, но не беше възможно да се докаже нищо до днес.

Фукушима

Това е още един пример за глобална катастрофа, свързана с атомна електроцентрала. И в този случай причината беше веригата от инциденти. Станцията е надеждно защитена от земетресения и цунами, които не са необичайни на японското крайбрежие. Малцина биха могли да си представят, че и двете събития ще се случат едновременно. Принципът на работа на генератора Атомната електроцентрала във Фукушима е използвала външни енергийни източници, за да поддържа безопасността на целия комплекс. Това е разумна мярка, тъй като по време на инцидента би било трудно да се получи енергия от самата станция. Поради земетресението и цунамито всички тези източници не успяха, което причини разтопяването на реакторите и настъпи катастрофа. Сега се предприемат мерки за отстраняване на щетите. Според експерти, това ще отнеме около 40 години.

Интересни факти

Въпреки цялата си ефективност, ядрената енергия все още остава доста скъпа, защото принципите на работа на ядрения генератор на атомната електроцентрала и другите му компоненти предполагат огромни строителни разходи, които трябва да бъдат възстановени. Сега електроенергията от въглища и петрол все още е по-евтина, но тези ресурси ще се изчерпят през следващите десетилетия и през следващите няколко години атомната енергия ще бъде по-евтина от всичко друго. В момента, чиста електроенергия от алтернативни енергийни източници (вятърна и слънчева енергия) струва около 20 пъти по-скъпо.

Смята се, че принципът на действие на атомните електроцентрали не позволява бързото изграждане на такива станции. Това не е вярно. Изграждането на среден обект от този тип отнема около 5 години.

Станциите са добре защитени не само от потенциалните емисии на радиация, но и от повечето външни фактори. Например, ако терористи са избрали някоя атомна електроцентрала вместо кулите близнаци, те биха могли да направят само минимални щети на околните инфраструктури, което няма да повлияе на работата на реактора.

резултати

Принципът на действие на атомните електроцентрали на практика не се различава от принципите на действие на повечето други традиционни електроцентрали. Навсякъде енергията се използва пара. Хидроелектрическите централи използват налягането на течаща вода и дори тези модели, които работят със слънчева енергия, също използват течност, загрята до кипящи и въртящи се турбини. Единственото изключение от това правило са вятърните станции, в които лопатките се въртят поради движението на въздушните маси.