Sino ang nag-imbento ng nuclear power plant? Nuclear power plant: disenyo at epekto sa kapaligiran. Malaking thermal power plant, nuclear power plant at hydroelectric power station sa Russia

Nuclear power plant

Ang mga nuclear power plant ay mga nuclear installation na gumagawa ng enerhiya habang pinapanatili ang mga tinukoy na rehimen sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Para sa mga layuning ito, ginagamit ang isang teritoryo na tinukoy ng proyekto, kung saan ang mga nuclear reactor ay ginagamit kasama ng mga kinakailangang sistema, kagamitan, kagamitan at istruktura upang maisagawa ang mga nakatalagang gawain. Upang maisagawa ang mga naka-target na gawain, ang mga dalubhasang tauhan ay kasangkot.

Lahat ng mga nuclear power plant sa Russia

Kasaysayan ng nuclear energy sa ating bansa at sa ibang bansa

Ang ikalawang kalahati ng 40s ay minarkahan ng simula ng trabaho sa paglikha ng unang proyekto na kinasasangkutan ng paggamit ng mapayapang mga atomo upang makabuo ng kuryente. Noong 1948, ang I.V. Si Kurchatov, na ginagabayan ng mga tagubilin ng partido at ng gobyerno ng Sobyet, ay gumawa ng isang panukala upang simulan ang trabaho sa praktikal na paggamit ng atomic energy upang makabuo ng kuryente.

Pagkalipas ng dalawang taon, noong 1950, hindi kalayuan sa nayon ng Obninskoye, na matatagpuan sa rehiyon ng Kaluga, inilunsad ang pagtatayo ng unang nuclear power plant sa planeta. Ang paglulunsad ng unang pang-industriya na nuclear power plant sa mundo, na ang kapangyarihan ay 5 MW, ay naganap noong Hunyo 27, 1954. Ang Unyong Sobyet ang naging unang kapangyarihan sa mundo na gumamit ng atom para sa mapayapang layunin. Binuksan ang istasyon sa Obninsk, na sa oras na iyon ay natanggap ang katayuan ng isang lungsod.

Ngunit ang mga siyentipiko ng Sobyet ay hindi tumigil doon; nagpatuloy sila sa trabaho sa direksyon na ito, lalo na, pagkaraan ng apat na taon lamang noong 1958, nagsimula ang operasyon ng unang yugto ng Siberian Nuclear Power Plant. Ang kapangyarihan nito ay maraming beses na mas malaki kaysa sa istasyon sa Obninsk at umabot sa 100 MW. Ngunit para sa mga domestic scientist hindi ito ang limitasyon; sa pagkumpleto ng lahat ng trabaho, ang kapasidad ng disenyo ng istasyon ay 600 MW.

Sa kalakhan ng Unyong Sobyet, ang pagtatayo ng mga nuclear power plant ay ipinapalagay, sa oras na iyon, isang napakalaking sukat. Sa parehong taon, nagsimula ang pagtatayo ng Beloyarsk Nuclear Power Plant, ang unang yugto kung saan, na noong Abril 1964, ay nagbigay ng mga unang mamimili. Ang heograpiya ng pagtatayo ng mga nuclear power plant ay nakakagambala sa buong bansa sa network nito; sa parehong taon, ang unang yunit ng nuclear power plant ay inilunsad sa Voronezh, ang kapasidad nito ay 210 MW, ang pangalawang yunit, na inilunsad limang taon mamaya sa 1969, ipinagmamalaki ang kapasidad na 365 MW. Ang boom sa pagtatayo ng nuclear power plant ay hindi humupa sa buong panahon ng Sobyet. Ang mga bagong istasyon, o karagdagang mga yunit ng mga naitayo na, ay inilunsad sa pagitan ng ilang taon. Kaya, na noong 1973, natanggap ni Leningrad ang sarili nitong nuclear power plant.

Gayunpaman, hindi lamang ang kapangyarihan ng Sobyet sa mundo ang nakagawa ng mga naturang proyekto. Sa UK, hindi rin sila nakatulog at, napagtanto ang pangako ng lugar na ito, aktibong pinag-aralan ang isyung ito. Pagkalipas lamang ng dalawang taon, pagkatapos ng pagbubukas ng istasyon sa Obninsk, inilunsad ng British ang kanilang sariling proyekto upang bumuo ng mapayapang atom. Noong 1956, sa bayan ng Calder Hall, inilunsad ng British ang kanilang sariling istasyon, na ang kapangyarihan ay lumampas sa katapat nitong Sobyet at umabot sa 46 MW. Hindi sila nagpahuli sa kabilang panig ng Atlantiko; makalipas ang isang taon, taimtim na inilunsad ng mga Amerikano ang istasyon sa Shippingport upang gumana. Ang kapasidad ng pasilidad ay 60 MW.

Gayunpaman, ang pag-unlad ng mapayapang atom ay puno ng mga nakatagong banta, na sa lalong madaling panahon nalaman ng buong mundo. Ang unang palatandaan ay isang malaking aksidente sa Three Mile Island na naganap noong 1979, at pagkatapos nito ay nagkaroon ng sakuna na tumama sa buong mundo, sa Unyong Sobyet, sa maliit na bayan ng Chernobyl, isang malaking sakuna ang naganap, nangyari ito. noong 1986. Ang mga kahihinatnan ng trahedya ay hindi na mababawi, ngunit bukod dito, ang katotohanang ito ay nagpaisip sa buong mundo tungkol sa pagiging posible ng paggamit ng enerhiyang nuklear para sa mapayapang layunin.

Ang mga pinuno ng mundo sa industriyang ito ay seryosong nag-iisip tungkol sa pagpapabuti ng kaligtasan ng mga pasilidad na nuklear. Ang resulta ay ang pagdaraos ng isang constituent assembly, na inorganisa noong Mayo 15, 1989 sa kabisera ng Sobyet. Ang kapulungan ay nagpasya na lumikha ng isang World Association, na dapat isama ang lahat ng mga nuclear power plant operator; ang karaniwang kinikilalang pagdadaglat nito ay WANO. Sa kurso ng pagpapatupad ng mga programa nito, sistematikong sinusubaybayan ng organisasyon ang pagpapabuti ng antas ng kaligtasan ng mga nuclear power plant sa mundo. Gayunpaman, sa kabila ng lahat ng mga pagsisikap na ginawa, kahit na ang pinakamoderno at sa unang tingin ay tila ligtas na mga bagay ay hindi makatiis sa pagsalakay ng mga elemento. Ito ay dahil sa isang endogenous na sakuna, na nagpakita ng sarili sa anyo ng isang lindol at ang kasunod na tsunami, na isang aksidente ang naganap sa istasyon ng Fukushima-1 noong 2011.

Atomic blackout

Pag-uuri ng NPP

Ang mga nuclear power plant ay inuri ayon sa dalawang pamantayan: ang uri ng enerhiya na ginagawa nila at ang uri ng reactor. Depende sa uri ng reaktor, ang dami ng enerhiya na nabuo, ang antas ng kaligtasan, at kung anong uri ng mga hilaw na materyales ang ginagamit sa istasyon ay tinutukoy.

Ayon sa uri ng enerhiya na ginawa ng mga istasyon, nahahati sila sa dalawang uri:

Nuclear power plant. Ang kanilang pangunahing pag-andar ay upang makabuo ng elektrikal na enerhiya.

Nuclear thermal power plant. Dahil sa mga pag-install ng pag-init na naka-install doon, gamit ang pagkawala ng init na hindi maiiwasan sa istasyon, nagiging posible ang pagpainit ng tubig sa network. Kaya, bilang karagdagan sa kuryente, ang mga istasyong ito ay bumubuo ng thermal energy.

Ang pagkakaroon ng pagsusuri sa maraming mga pagpipilian, ang mga siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang pinaka-makatuwiran ay tatlo sa kanilang mga varieties, na kasalukuyang ginagamit sa buong mundo. Nag-iiba sila sa maraming paraan:

1. Ginamit na gasolina;
2. Ginamit ang mga coolant;
3. Ang mga aktibong zone ay pinatatakbo upang mapanatili ang kinakailangang temperatura;
4. Isang uri ng moderator na nagpapababa sa bilis ng mga neutron na inilalabas sa panahon ng pagkabulok at kinakailangan upang suportahan ang isang chain reaction.

Ang pinakakaraniwang uri ay isang reaktor na gumagamit ng enriched uranium bilang gasolina. Ang ordinaryong o magaan na tubig ay ginagamit dito bilang isang coolant at moderator. Ang ganitong mga reactor ay tinatawag na mga light water reactor; mayroong dalawang uri ng mga ito. Sa una, ang singaw na ginamit upang paikutin ang mga turbin ay nabuo sa isang core na tinatawag na boiling water reactor. Sa pangalawa, ang pagbuo ng singaw ay nangyayari sa isang panlabas na circuit, na konektado sa unang circuit sa pamamagitan ng mga heat exchanger at steam generator. Ang reaktor na ito ay nagsimulang mabuo noong ikalimampu ng huling siglo; ang batayan para sa kanila ay ang programa ng US Army. Kaayon, sa parehong oras, ang Union ay bumuo ng isang kumukulong reactor, kung saan ang isang graphite rod ay kumilos bilang isang moderator.

Ito ay ang uri ng reactor na may moderator ng ganitong uri na nakahanap ng aplikasyon sa pagsasanay. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang gas-cooled reactor. Nagsimula ang kasaysayan nito noong huling bahagi ng apatnapu't at unang bahagi ng ikalimampu ng ika-20 siglo; sa una, ang mga pag-unlad ng ganitong uri ay ginamit sa paggawa ng mga sandatang nuklear. Sa pagsasaalang-alang na ito, dalawang uri ng gasolina ang angkop para dito: plutonium na may grade na armas at natural na uranium.

Ang huling proyekto, na sinamahan ng komersyal na tagumpay, ay isang reaktor kung saan ang mabigat na tubig ay ginagamit bilang isang coolant, at ang natural na uranium, na pamilyar na sa amin, ay ginagamit bilang gasolina. Sa una, maraming mga bansa ang nagdisenyo ng mga naturang reactor, ngunit sa huli ang kanilang produksyon ay puro sa Canada, na dahil sa pagkakaroon ng napakalaking deposito ng uranium sa bansang ito.

Thorium nuclear power plant - ang enerhiya ng hinaharap?

Kasaysayan ng pagpapabuti ng mga uri ng nuclear reactor

Ang reaktor ng unang nuclear power plant sa planeta ay isang napaka-makatwiran at mabubuhay na disenyo, na napatunayan sa loob ng maraming taon ng hindi nagkakamali na operasyon ng istasyon. Kabilang sa mga bumubuo nito ay ang:

1. lateral na proteksyon ng tubig;
2. masonry casing;
3. itaas na palapag;
4. manifold ng koleksyon;
5. channel ng gasolina;
6. tuktok na plato;
7. pagmamason ng grapayt;
8. ilalim na plato;
9. pamamahagi manifold.

Ang hindi kinakalawang na asero ay pinili bilang pangunahing materyal sa istruktura para sa mga shell ng baras ng gasolina at mga teknolohikal na channel; sa oras na iyon, walang kaalaman sa mga haluang metal na zirconium na maaaring magkaroon ng mga katangian na angkop para sa pagtatrabaho sa mga temperatura na 300°C. Ang paglamig ng naturang reaktor ay isinasagawa gamit ang tubig, at ang presyon kung saan ito ibinibigay ay 100 at. Sa kasong ito, ang singaw ay inilabas na may temperatura na 280°C, na isang medyo katamtamang parameter.

Ang mga channel ng nuclear reactor ay idinisenyo sa paraang maaari silang ganap na mapalitan. Ito ay dahil sa limitasyon ng mapagkukunan, na tinutukoy ng oras na ang gasolina ay nananatili sa zone ng aktibidad. Ang mga taga-disenyo ay walang nakitang dahilan upang asahan na ang mga materyales sa istruktura na matatagpuan sa zone ng aktibidad sa ilalim ng pag-iilaw ay magagawang maubos ang kanilang buong buhay ng serbisyo, lalo na mga 30 taon.

Tulad ng para sa disenyo ng TVEL, napagpasyahan na magpatibay ng isang tubular na bersyon na may isang one-way na mekanismo ng paglamig

Binawasan nito ang posibilidad na ang mga produkto ng fission ay makapasok sa circuit kung sakaling masira ang fuel rod. Upang ayusin ang temperatura ng shell ng elemento ng gasolina, ginamit ang isang komposisyon ng gasolina ng uranium-molybdenum na haluang metal, na may anyo ng mga butil na nakakalat sa pamamagitan ng isang warm-water matrix. Ang nuclear fuel na naproseso sa ganitong paraan ay naging posible upang makakuha ng lubos na maaasahang mga fuel rod. na may kakayahang gumana sa ilalim ng mataas na thermal load.

Ang isang halimbawa ng susunod na yugto ng pag-unlad ng mapayapang mga teknolohiyang nukleyar ay maaaring ang kasumpa-sumpa na Chernobyl nuclear power plant. Sa oras na iyon, ang mga teknolohiyang ginamit sa pagtatayo nito ay itinuturing na pinaka-advanced, at ang uri ng reaktor ay itinuturing na pinakamoderno sa mundo. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa RBMK-1000 reactor.

Ang thermal power ng isang naturang reactor ay umabot sa 3200 MW, habang mayroon itong dalawang turbogenerator, ang electrical power na umaabot sa 500 MW, kaya ang isang power unit ay may electrical power na 1000 MW. Ang enriched uranium dioxide ay ginamit bilang gasolina para sa RBMK. Sa paunang estado bago magsimula ang proseso, ang isang tonelada ng naturang gasolina ay naglalaman ng mga 20 kg ng gasolina, lalo na ang uranium - 235. Sa isang nakatigil na pag-load ng uranium dioxide sa reaktor, ang masa ng sangkap ay 180 tonelada.

Ngunit ang proseso ng paglo-load ay hindi kumakatawan sa isang bulk; ang mga elemento ng gasolina, na kilala na sa amin, ay inilalagay sa reaktor. Mahalaga, ang mga ito ay mga tubo na ginawa mula sa isang haluang metal na zirconium. Ang mga nilalaman ay cylindrical uranium dioxide tablets. Sa reactor activity zone, inilalagay sila sa mga fuel assemblies, na ang bawat isa ay pinagsasama ang 18 fuel rods.

Mayroong hanggang 1,700 tulad ng mga pagtitipon sa naturang reactor, at inilalagay ang mga ito sa isang graphite stack, kung saan ang mga vertical na teknolohikal na channel ay partikular na idinisenyo para sa mga layuning ito. Nasa kanila na ang coolant ay nagpapalipat-lipat, ang papel nito, sa RMBK, ay nilalaro ng tubig. Ang water whirlpool ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mga circulation pump, kung saan mayroong walo. Ang reaktor ay matatagpuan sa loob ng baras, at ang graphic masonry ay matatagpuan sa isang cylindrical casing na 30 mm ang kapal. Ang suporta ng buong apparatus ay isang kongkretong base, sa ilalim ng kung saan mayroong isang pool - isang bubbler, na nagsisilbing localize ang aksidente.

Ang ikatlong henerasyon ng mga reactor ay gumagamit ng mabigat na tubig

Ang pangunahing elemento nito ay deuterium. Ang pinakakaraniwang disenyo ay tinatawag na CANDU, ito ay binuo sa Canada at malawakang ginagamit sa buong mundo. Ang core ng naturang mga reactor ay matatagpuan sa isang pahalang na posisyon, at ang papel ng heating chamber ay nilalaro ng mga cylindrical tank. Ang channel ng gasolina ay umaabot sa buong silid ng pag-init, ang bawat isa sa mga channel na ito ay may dalawang concentric tubes. May mga panlabas at panloob na tubo.

Sa panloob na tubo, ang gasolina ay nasa ilalim ng presyon ng coolant, na nagpapahintulot sa karagdagang refueling ng reaktor sa panahon ng operasyon. Ang mabigat na tubig na may formula D20 ay ginagamit bilang isang retarder. Sa panahon ng isang closed cycle, ang tubig ay pumped sa pamamagitan ng pipe ng isang reactor na naglalaman ng fuel bundle. Ang nuclear fission ay gumagawa ng init.

Ang cycle ng paglamig kapag gumagamit ng mabigat na tubig ay binubuo ng pagdaan sa mga generator ng singaw, kung saan kumukulo ang ordinaryong tubig mula sa init na dulot ng mabigat na tubig, na nagreresulta sa pagbuo ng singaw na lumalabas sa ilalim ng mataas na presyon. Ibinahagi ito pabalik sa reaktor, na nagreresulta sa isang closed cooling cycle.

Sa landas na ito nagkaroon ng hakbang-hakbang na pagpapabuti ng mga uri ng nuclear reactor na ginagamit at ginagamit sa iba't ibang bansa sa buong mundo.

Ang enerhiyang nuklear ay ginagamit sa thermal power engineering, kapag ang enerhiya ay nakuha mula sa nuclear fuel sa mga reactor sa anyo ng init. Ito ay ginagamit upang makabuo ng elektrikal na enerhiya sa nuclear power plants (NPP), para sa mga power plant ng malalaking sasakyang-dagat, para sa desalination ng tubig dagat.

Ang enerhiya ng nuklear ay may utang sa hitsura nito, una sa lahat, sa likas na katangian ng neutron, na natuklasan noong 1932. Ang mga neutron ay bahagi ng lahat ng atomic nuclei maliban sa hydrogen nucleus. Ang mga nakatali na neutron sa nucleus ay umiiral nang walang katiyakan. Sa kanilang libreng anyo, sila ay maikli ang buhay, dahil sila ay nabubulok na may kalahating buhay na 11.7 minuto, nagiging isang proton at naglalabas ng isang electron at isang neutrino, o mabilis na nakuha ng nuclei ng mga atomo.

Ang modernong enerhiyang nuklear ay batay sa paggamit ng enerhiya na inilabas sa panahon ng fission ng isang natural na isotope uranium-235. Sa mga nuclear power plant, ang isang kinokontrol na nuclear fission reaction ay isinasagawa sa nuclear reactor. Ayon sa enerhiya ng mga neutron na gumagawa ng nuclear fission, makilala sa pagitan ng thermal at fast neutron reactors.

Ang pangunahing yunit ng isang nuclear power plant ay isang nuclear reactor, ang diagram kung saan ay ipinapakita sa Fig. 1. Nakakakuha sila ng enerhiya mula sa nuclear fuel, at pagkatapos ay inililipat ito sa isa pang gumaganang likido (tubig, metal o organikong likido, gas) sa anyo ng init; pagkatapos ito ay na-convert sa kuryente ayon sa parehong pamamaraan tulad ng sa mga maginoo.

Kinokontrol nila ang proseso, pinapanatili ang reaksyon, pinapatatag ang kapangyarihan, simulan at itigil ang reaktor gamit ang espesyal na paggalaw control rods 6 At 7 mula sa mga materyales na masinsinang sumisipsip ng mga thermal neutron. Ang mga ito ay hinihimok ng isang control system 5 . Mga aksyon control rods ipakita ang kanilang mga sarili sa isang pagbabago sa kapangyarihan ng neutron flux sa core. Sa pamamagitan ng mga channel 10 tubig circulates, paglamig ng biological proteksyon kongkreto

Ang mga control rod ay gawa sa boron o cadmium, na thermally, radiation at corrosion resistant, mechanically strong, at may magandang heat transfer properties.

Sa loob ng isang napakalaking kaso ng bakal 3 may basket 8 na may mga elemento ng gasolina 9 . Ang coolant ay pumapasok sa pamamagitan ng pipeline 2 , dumadaan sa core, naghuhugas ng lahat ng mga elemento ng gasolina, nagpapainit at sa pamamagitan ng pipeline 4 pumapasok sa steam generator.

kanin. 1. Nuclear reactor

Ang reactor ay nakalagay sa loob ng isang makapal na konkretong biological containment device 1 , na nagpoprotekta sa nakapalibot na espasyo mula sa daloy ng mga neutron, alpha, beta, gamma radiation.

Mga elemento ng panggatong (fuel rods)- ang pangunahing bahagi ng reaktor. Ang isang reaksyong nuklear ay direktang nangyayari sa kanila at ang init ay inilabas; lahat ng iba pang bahagi ay nagsisilbing insulate, kontrolin at alisin ang init. Sa istruktura, ang mga elemento ng gasolina ay maaaring gawin ng baras, plato, tubular, spherical, atbp. Kadalasan ang mga ito ay baras, hanggang 1 metro ang haba, 10 mm ang lapad. Ang mga ito ay karaniwang binuo mula sa uranium pellets o mula sa maikling tubes at plates. Sa labas, ang mga elemento ng gasolina ay natatakpan ng isang corrosion-resistant, manipis na shell ng metal. Ang zirconium, aluminum, magnesium alloys, pati na rin ang alloyed stainless steel ay ginagamit para sa shell.

Ang paglipat ng init na inilabas sa panahon ng isang nuclear reaction sa reactor core sa working body ng engine (turbine) ng mga power plant ay isinasagawa ayon sa single-circuit, double-circuit at three-circuit schemes (Fig. 2).

kanin. 2. Nuclear power plant
a – ayon sa isang single-circuit scheme; b - ayon sa isang double-circuit scheme; c – ayon sa isang three-circuit scheme
1 – reaktor; 2, 3 - biological na proteksyon; 4 - regulator ng presyon; 5 - turbina; 6 – electric generator; 7 - kapasitor; 8 – bomba; 9 - kapasidad ng reserba; 10 - regenerative heater; 11 – generator ng singaw; 12 – bomba; 13 – intermediate heat exchanger

Ang bawat circuit ay isang closed system. Reaktor 1 (sa lahat ng thermal circuit) na matatagpuan sa loob ng pangunahing 2 at pangalawa 3 biyolohikal na proteksyon. Kung ang planta ng nuclear power ay binuo ayon sa isang single-circuit thermal circuit, singaw mula sa reactor sa pamamagitan ng pressure regulator 4 pumapasok sa turbine 5 . Ang turbine shaft ay konektado sa electric generator shaft 6 , kung saan nabuo ang electric current. Ang singaw ng tambutso ay pumapasok sa condenser, kung saan ito ay pinalamig at ganap na na-condensed. Pump 8 nagdidirekta ng condensate sa regenerative heater 10 , at pagkatapos ay pumasok ito sa reaktor.

Sa isang dual-circuit scheme, ang coolant na pinainit sa reactor ay pumapasok sa steam generator 11 , kung saan ang init ay inililipat sa pamamagitan ng pag-init sa ibabaw sa coolant ng working fluid (secondary circuit feedwater). Sa mga water-cooled na reactor, ang coolant sa steam generator ay pinalamig ng humigit-kumulang 15...40 o C at pagkatapos ay sa pamamagitan ng isang circulation pump 12 ay ipinadala pabalik sa reactor.

Sa isang three-circuit na disenyo, ang coolant (karaniwang likidong sodium) mula sa reactor ay nakadirekta sa isang intermediate heat exchanger. 13 at mula doon na may circulation pump 12 babalik sa reactor. Ang coolant sa pangalawang circuit ay likidong sodium din. Ang circuit na ito ay hindi irradiated at samakatuwid ay hindi radioactive. Ang pangalawang circuit na sodium ay pumapasok sa steam generator 11 , nagbibigay ng init sa gumaganang likido, at pagkatapos ay ibabalik sa intermediate heat exchanger ng circulation pump.

Tinutukoy ng bilang ng mga circulation circuit ang uri ng reactor, ang coolant na ginamit, ang nuclear physical properties nito, at ang antas ng radioactivity. Maaaring gamitin ang single-loop circuit sa mga boiling reactor at sa mga reactor na may gas coolant. Ang pinakalaganap double-circuit circuit kapag gumagamit ng tubig, gas at mga organikong likido bilang isang coolant. Ang three-circuit scheme ay ginagamit sa mga nuclear power plant na may mabilis na neutron reactors gamit ang mga likidong metal coolant (sodium, potassium, sodium-potassium alloys).

Ang nuclear fuel ay maaaring uranium-235, uranium-233 at plutonium-232. Mga hilaw na materyales para sa pagkuha ng nuclear fuel - natural na uranium at thorium. Ang nuclear reaction ng isang gramo ng fissile material (uranium-235) ay naglalabas ng enerhiya na katumbas ng 22×10 3 kW × h (19×10 6 cal). Upang makuha ang halagang ito ng enerhiya, kinakailangang magsunog ng 1900 kg ng langis.

Ang Uranium-235 ay madaling makuha at ang mga reserbang enerhiya nito ay halos pareho sa mga fossil fuel. Gayunpaman, kung ang nuclear fuel ay ginagamit sa mababang kahusayan tulad ng kasalukuyang magagamit, ang magagamit na mga mapagkukunan ng uranium ay mauubos sa loob ng 50-100 taon. Kasabay nito, ang mga "deposito" ng nuclear fuel ay halos hindi mauubos - ito ay uranium na natunaw sa tubig ng dagat. Mayroong daan-daang beses na mas marami nito sa karagatan kaysa sa lupa. Ang halaga ng pagkuha ng isang kilo ng uranium dioxide mula sa tubig-dagat ay humigit-kumulang $60-80, at sa hinaharap ay bababa ito sa $30, at ang halaga ng uranium dioxide na mina sa pinakamayamang deposito sa lupa ay $10-20. Samakatuwid, pagkaraan ng ilang oras, ang mga gastos sa lupa at "sa tubig sa dagat" ay magiging magkaparehong pagkakasunud-sunod.

Ang halaga ng nuclear fuel ay humigit-kumulang dalawang beses na mas mababa kaysa sa fossil coal. Sa coal-fired power plant, ang bahagi ng gasolina ay bumaba 50-70% ng halaga ng kuryente, at sa nuclear power plant - 15-30%. Ang isang modernong thermal power plant na may kapasidad na 2.3 milyong kW (halimbawa, Samara State District Power Plant) ay kumokonsumo ng humigit-kumulang 18 tonelada ng karbon (6 na tren) o 12 libong tonelada ng langis ng gasolina (4 na tren) araw-araw. Nuclear, ng parehong kapangyarihan, kumonsumo lamang ng 11 kg ng nuclear fuel bawat araw, at 4 na tonelada sa panahon ng taon. Gayunpaman, ang isang nuclear power plant ay mas mahal kaysa sa isang thermal power plant sa mga tuntunin ng konstruksiyon, operasyon, at pagkumpuni. Halimbawa, ang pagtatayo ng isang nuclear power plant na may kapasidad na 2 - 4 milyong kW ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 50-100% higit pa kaysa sa isang thermal.

Posibleng bawasan ang mga gastos sa kapital para sa pagtatayo ng mga nuclear power plant dahil sa:

1. standardisasyon at pag-iisa ng mga kagamitan;
2. pagbuo ng mga compact na disenyo ng reaktor;
3. pagpapabuti ng mga sistema ng pamamahala at regulasyon;
4. binabawasan ang tagal ng reactor shutdown para sa fuel refueling.

Ang isang mahalagang katangian ng mga nuclear power plant (nuclear reactors) ay ang kahusayan ng fuel cycle. Upang mapabuti ang kahusayan ng ikot ng gasolina, dapat mong:

• dagdagan ang pagkasunog ng nuclear fuel;
• taasan ang plutonium breeding rate.

Sa bawat fission ng uranium-235 nucleus, 2-3 neutron ang pinakawalan. Sa mga ito, isa lamang ang ginagamit para sa karagdagang reaksyon, ang iba ay nawala. Gayunpaman, posible na gamitin ang mga ito upang magparami ng nuclear fuel, na lumilikha ng mabilis na neutron reactor. Kapag nagpapatakbo ng isang mabilis na neutron reactor, posible na sabay na makakuha ng humigit-kumulang 1.7 kg ng plutonium-239 bawat 1 kg ng sinunog na uranium-235. Sa ganitong paraan, maaaring masakop ang mababang thermal efficiency ng mga nuclear power plant.

Ang mga fast neutron reactor ay sampu-sampung beses na mas mahusay (sa mga tuntunin ng paggamit ng nuclear fuel) kaysa sa fuel neutron reactors. Ang mga ito ay hindi naglalaman ng isang moderator at gumagamit ng mataas na enriched nuclear fuel. Ang mga neutron na tumatakas mula sa core ay hinihigop hindi ng mga materyales sa istruktura, ngunit sa pamamagitan ng uranium-238 o thorium-232 na matatagpuan sa kanilang paligid.

Sa hinaharap, ang pangunahing fissile na materyales para sa mga nuclear power plant ay ang plutonium-239 at uranium-233, na nakuha ayon sa pagkakabanggit mula sa uranium-238 at thorium-232 sa mga fast neutron reactor. Ang pag-convert ng uranium-238 sa plutonium-239 sa mga reactor ay tataas ang mga mapagkukunan ng nuclear fuel ng humigit-kumulang 100 beses, at ang thorium-232 sa uranium-233 ng 200 beses.

Sa Fig. Ang Figure 3 ay nagpapakita ng diagram ng isang nuclear power plant na gumagamit ng mga fast neutron.

Ang mga natatanging katangian ng isang fast neutron nuclear power plant ay:

1. Ang pagbabago ng pagiging kritikal ng isang nuclear reactor ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapakita ng bahagi ng fission neutrons ng nuclear fuel mula sa periphery pabalik sa core gamit ang mga reflector. 3 ;
2. mga reflector 3 maaaring paikutin, binabago ang pagtagas ng neutron at, samakatuwid, ang intensity ng mga reaksyon ng fission;
3. ang nuclear fuel ay muling ginawa;
4. Ang sobrang thermal energy ay tinanggal mula sa reactor gamit ang radiator refrigerator 6 .

kanin. 3. Diagram ng isang nuclear power plant gamit ang fast neutrons:
1 - mga elemento ng gasolina; 2 – maaaring kopyahin ang nuclear fuel; 3 - mabilis na mga reflector ng neutron; 4 – nuclear reactor; 5 – mamimili ng kuryente; 6 – refrigerator-emitter; 7 – converter ng thermal energy sa electrical energy; 8 – proteksyon sa radiation.

Mga nagko-convert ng thermal energy sa electrical energy

Batay sa prinsipyo ng paggamit ng thermal energy na nabuo ng isang nuclear power plant, ang mga converter ay maaaring nahahati sa 2 klase:

1. makina (dynamic);
2. walang makina (direct converters).

Sa mga machine converter, ang isang gas turbine unit ay karaniwang konektado sa reactor, kung saan ang gumaganang fluid ay maaaring hydrogen, helium, o isang helium-xenon mixture. Ang kahusayan ng pag-convert ng init na direktang ibinibigay sa turbogenerator sa kuryente ay medyo mataas - kahusayan ng converter η = 0,7-0,75.

Ang diagram ng isang nuclear power plant na may dynamic na gas turbine (machine) converter ay ipinapakita sa Fig. 4.

Ang isa pang uri ng machine converter ay isang magnetogasdynamic o magnetohydrodynamic generator (MGDG). Ang diagram ng naturang generator ay ipinapakita sa Fig. 5. Ang generator ay isang hugis-parihaba na channel, dalawang pader nito ay gawa sa dielectric, at dalawa sa electrically conductive material. Ang isang electrically conductive working fluid—likido o gas—ay gumagalaw sa mga channel at pinapasok ng magnetic field. Tulad ng nalalaman, kapag ang isang konduktor ay gumagalaw sa isang magnetic field, isang emf ang lumitaw, na sa kabuuan ng mga electrodes 2 inilipat sa mamimili ng kuryente 3 . Ang pinagmumulan ng enerhiya para sa gumaganang daloy ng init ay ang init na inilabas sa isang nuclear reactor. Ang thermal energy na ito ay ginugugol sa paglipat ng mga singil sa isang magnetic field, i.e. ay na-convert sa kinetic energy ng current-conducting jet, at kinetic energy sa electrical energy.

kanin. 4. Diagram ng isang nuclear power plant na may gas turbine converter:
1 – reaktor; 2 - circuit na may likidong metal coolant; 3 – heat exchanger para sa pagbibigay ng init sa gas; 4 – turbina; 5 – electric generator; 6 - tagapiga; 7 – refrigerator-emitter; 8 - circuit ng pag-alis ng init; 9 - sirkulasyon ng bomba; 10 - heat exchanger para sa pag-alis ng init; 11 – heat exchanger-regenerator; 12 – circuit na may gumaganang likido ng gas turbine converter.

Ang mga direktang nagko-convert (walang makina) ng thermal energy sa electrical energy ay nahahati sa:

1. thermoelectric;
2. thermionic;
3. electrochemical.

Ang mga Thermoelectric generators (TEGs) ay batay sa prinsipyo ng Seebeck, na binubuo sa katotohanan na sa isang closed circuit na binubuo ng hindi magkatulad na mga materyales, ang isang thermo-emf ay nangyayari kung ang isang pagkakaiba sa temperatura ay pinananatili sa mga punto ng contact ng mga materyales na ito (Larawan 6). ). Upang makabuo ng kuryente, ipinapayong gumamit ng mga semiconductor TEG na may mas mataas na kahusayan, habang ang temperatura ng mainit na kantong ay dapat na itaas sa 1400 K at mas mataas.

Ginagawang posible ng mga Thermionic converter (TEC) na makabuo ng kuryente bilang resulta ng paglabas ng mga electron mula sa isang katod na pinainit hanggang sa mataas na temperatura (Larawan 7).

kanin. 5. Magnetogasdynamic generator:
1 – magnetic field; 2 - mga electrodes; 3 – mamimili ng kuryente; 4 – dielectric; 5 – konduktor; 6 - gumaganang likido (gas).

kanin. 6. Scheme ng pagpapatakbo ng isang thermoelectric generator

kanin. 7. Scheme ng pagpapatakbo ng thermionic converter

Upang mapanatili ang kasalukuyang paglabas, ang init ay ibinibigay sa katod Q 1 . Ang mga electron na ibinubuga ng katod, na nagtagumpay sa vacuum gap, ay umaabot sa anode at nasisipsip nito. Kapag ang mga electron ay "condense" sa anode, ang enerhiya ay inilabas na katumbas ng work function ng mga electron na may kabaligtaran na sign. Kung nagbibigay kami ng tuluy-tuloy na supply ng init sa katod at alisin ito mula sa anode, pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagkarga R direktang agos ang dadaloy. Ang paglabas ng elektron ay mahusay na nagaganap sa mga temperatura ng cathode na higit sa 2200 K.

Kaligtasan at pagiging maaasahan ng mga nuclear power plant

Isa sa mga pangunahing isyu sa pagbuo ng nuclear energy ay ang pagtiyak sa pagiging maaasahan at kaligtasan ng mga nuclear power plant.

Ang kaligtasan ng radiation ay sinisiguro ng:

1. paglikha ng mga maaasahang istruktura at aparato para sa biological na proteksyon ng mga tauhan mula sa radiation;
2. paglilinis ng hangin at tubig na umaalis sa lugar ng nuclear power plant;
3. pagkuha at maaasahang lokalisasyon ng radioactive contamination;
4. araw-araw na radiation monitoring ng nuclear power plant premises at indibidwal na radiation monitoring ng mga tauhan.

Ang mga lugar ng NPP, depende sa operating mode at ang kagamitan na naka-install sa kanila, ay nahahati sa 3 kategorya:

1. mataas na zone ng seguridad;
2. ipinagbabawal na lugar;
3. normal na mode zone.

Ang mga tauhan ay permanenteng matatagpuan sa mga silid ng ikatlong kategorya; ang mga silid na ito sa istasyon ay ligtas sa radiation.

Sa panahon ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant, nabubuo ang solid, liquid at gaseous radioactive waste. Dapat itong itapon sa paraang hindi lumilikha ng polusyon sa kapaligiran.

Ang mga gas na inalis mula sa lugar sa panahon ng bentilasyon ay maaaring maglaman ng mga radioactive substance sa anyo ng mga aerosol, radioactive dust at radioactive gas. Ang bentilasyon ng istasyon ay itinayo sa paraang ang mga daloy ng hangin ay dumaan mula sa pinaka "malinis" hanggang sa "marumi", at ang mga daloy sa kabilang direksyon ay hindi kasama. Sa lahat ng mga lugar ng istasyon, ang kumpletong pagpapalit ng hangin ay isinasagawa sa loob ng hindi hihigit sa isang oras.

Sa panahon ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant, ang problema sa pagtatapon at pagtatapon ng radioactive na basura ay lumitaw. Ang mga elemento ng gasolina na ginugol sa mga reactor ay pinananatili sa isang tiyak na oras sa mga pool ng tubig nang direkta sa nuclear power plant hanggang ang mga isotopes na may maikling kalahating buhay ay nagpapatatag, pagkatapos nito ang mga elemento ng gasolina ay ipinadala sa mga espesyal na radiochemical plant para sa pagbabagong-buhay. Doon, ang nuclear fuel ay kinukuha mula sa fuel rods, at ang radioactive waste ay napapailalim sa libing.

Napakasimple ng lahat. Sa isang nuclear reactor, ang Uranium-235 ay nabubulok, naglalabas ng isang malaking halaga ng thermal energy, kumukulo ng tubig, ang singaw sa ilalim ng presyon ay nagiging turbine, na umiikot sa isang electric generator, na bumubuo ng kuryente.

Alam ng agham ang hindi bababa sa isang natural na nagaganap na nuclear reactor. Ito ay matatagpuan sa Oklo uranium deposit sa Gabon. Totoo, lumamig na ito isa at kalahating bilyong taon na ang nakalilipas.

Ang Uranium-235 ay isa sa mga isotopes ng uranium. Naiiba ito sa simpleng uranium dahil ang nucleus nito ay nawawalan ng 3 neutron, na nagiging dahilan upang ang nucleus ay maging hindi gaanong matatag at masira sa dalawa kapag ang isang neutron ay tumama dito sa mataas na bilis. Sa kasong ito, isa pang 2-3 neutron ang pinakawalan, na maaaring pumasok sa isa pang Uranium-235 nucleus at hatiin ito. At iba pa sa kadena. Ito ay tinatawag na nuclear reaction.

Kinokontrol na reaksyon

Kung hindi mo makontrol ang nuclear chain reaction at ito ay masyadong mabilis, makakakuha ka ng isang tunay na nuclear explosion. Samakatuwid, ang proseso ay dapat na maingat na subaybayan at ang uranium ay hindi dapat pahintulutang mabulok nang masyadong mabilis. Upang gawin ito, ang nuclear fuel sa mga metal tube ay inilalagay sa isang moderator - isang sangkap na nagpapabagal sa mga neutron at nagpapalit ng kanilang kinetic energy sa init.

Upang kontrolin ang rate ng reaksyon, ang mga rod ng materyal na sumisipsip ng neutron ay inilubog sa moderator. Kapag ang mga rod na ito ay nakataas, nakakakuha sila ng mas kaunting mga neutron at ang reaksyon ay nagpapabilis. Kung ang mga tungkod ay ibinaba, ang reaksyon ay bumagal muli.

Isang bagay sa teknolohiya

Ang malalaking tubo sa mga nuclear power plant ay hindi talaga mga tubo, ngunit mga cooling tower - mga tore para sa mabilis na paglamig ng singaw.

Sa sandali ng pagkabulok, ang core ay nahahati sa dalawang bahagi, na lumilipad sa napakabilis na bilis. Ngunit hindi sila lumipad nang malayo - tinamaan nila ang mga kalapit na atomo, at ang kinetic energy ay nagiging thermal energy.

Pagkatapos ang init na ito ay ginagamit upang painitin ang tubig, ginagawa itong singaw, pinaikot ng singaw ang turbine, at pinaikot ng turbine ang generator, na gumagawa ng kuryente, tulad ng sa isang conventional thermal power plant na tumatakbo sa karbon.

Ito ay nakakatawa, ngunit ang lahat ng ito nuclear physics, uranium isotopes, nuclear chain reactions - lahat upang pakuluan ng tubig.

Para sa kalinisan

Ang nuclear energy ay ginagamit hindi lamang sa mga nuclear power plant. May mga barko at submarino na pinapagana ng nuclear energy. Noong 50s, ang mga nuclear car, eroplano at tren ay binuo pa nga.

Bilang resulta ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor, nabubuo ang radioactive waste. Ang ilan sa mga ito ay maaaring i-recycle para sa karagdagang paggamit, habang ang iba ay dapat itago sa mga espesyal na pasilidad ng imbakan upang hindi ito magdulot ng pinsala sa mga tao at sa kapaligiran.

Sa kabila nito, ang nuclear energy ay isa na ngayon sa pinaka-friendly na kapaligiran. Ang mga nuclear power plant ay hindi gumagawa ng mga emisyon, nangangailangan ng napakakaunting gasolina, kumukuha ng kaunting espasyo, at napakaligtas kapag ginamit nang tama.

Ngunit pagkatapos ng aksidente sa Chernobyl nuclear power plant, maraming bansa ang nagsuspinde sa pagbuo ng nuclear energy. Bagaman, halimbawa, sa France halos 80 porsiyento ng enerhiya ay nalilikha ng mga nuclear power plant.

Noong 2000s, dahil sa mataas na presyo ng langis, naalala ng lahat ang nuclear energy. May mga pagpapaunlad sa mga compact nuclear power plant na ligtas, maaaring gumana nang ilang dekada at hindi nangangailangan ng maintenance.

Ang isa sa mga pinaka pandaigdigang problema ng sangkatauhan ay ang enerhiya. Sibil na imprastraktura, industriya, militar - lahat ng ito ay nangangailangan ng malaking halaga ng kuryente, at maraming mineral ang inilalaan bawat taon upang mabuo ito. Ang problema ay ang mga mapagkukunang ito ay hindi walang hanggan, at ngayon, habang ang sitwasyon ay higit pa o hindi gaanong matatag, kailangan nating isipin ang hinaharap. Malaking pag-asa ang inilagay sa alternatibo, malinis na kuryente, gayunpaman, tulad ng ipinapakita ng kasanayan, ang resulta ay malayo sa ninanais. Ang mga gastos ng solar o wind power plants ay malaki, ngunit ang halaga ng enerhiya ay minimal. At iyon ang dahilan kung bakit ang mga nuclear power plant ay itinuturing na ngayon ang pinaka-promising na opsyon para sa karagdagang pag-unlad.

Kasaysayan ng nuclear power plant

Ang mga unang ideya tungkol sa paggamit ng mga atomo upang makabuo ng kuryente ay lumitaw sa USSR sa paligid ng 40s ng ika-20 siglo, halos 10 taon bago ang paglikha ng kanilang sariling mga sandata ng malawakang pagkawasak sa batayan na ito. Noong 1948, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay binuo, at sa parehong oras posible sa unang pagkakataon sa mundo na mag-power ng mga device mula sa atomic energy. Noong 1950, natapos ng Estados Unidos ang pagtatayo ng isang maliit na nuclear reactor, na sa oras na iyon ay maaaring ituring na ang tanging power plant ng ganitong uri sa planeta. Totoo, ito ay eksperimento at gumawa lamang ng 800 watts ng kapangyarihan. Kasabay nito, ang pundasyon ng unang ganap na nuclear power plant sa mundo ay inilatag sa USSR, bagaman pagkatapos ng pag-commissioning ay hindi pa rin ito gumagawa ng kuryente sa isang pang-industriya na sukat. Ang reaktor na ito ay higit na ginamit upang mahasa ang teknolohiya.

Mula sa sandaling iyon, nagsimula ang napakalaking pagtatayo ng mga nuclear power plant sa buong mundo. Bilang karagdagan sa mga tradisyonal na pinuno sa "lahi" na ito, ang USA at USSR, ang mga unang reactor ay lumitaw sa:

• 1956 - Great Britain.
• 1959 - France.
• 1961 - Alemanya.
• 1962 - Canada.
• 1964 - Sweden.
• 1966 - Japan.

Ang bilang ng mga planta ng nuclear power na itinayo ay patuloy na tumataas, hanggang sa sakuna sa Chernobyl, pagkatapos kung saan nagsimulang mag-freeze ang konstruksiyon at unti-unting maraming mga bansa ang nagsimulang abandunahin ang nuclear energy. Sa ngayon, ang mga bagong naturang power plant ay lumilitaw pangunahin sa Russia at China. Ang ilang mga bansa na dati nang nagplanong lumipat sa ibang uri ng enerhiya ay unti-unting bumabalik sa programa at isa pang surge sa pagtatayo ng nuclear power plant ay posible sa malapit na hinaharap. Ito ay isang ipinag-uutos na yugto sa pag-unlad ng tao, hindi bababa sa hanggang sa makita ang iba pang epektibong mga opsyon para sa paggawa ng enerhiya.

Mga tampok ng enerhiyang nuklear

Ang pangunahing bentahe ay ang pagbuo ng malaking halaga ng enerhiya na may kaunting pagkonsumo ng gasolina at halos ganap na walang polusyon. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear reactor sa isang nuclear power plant ay batay sa isang simpleng steam engine at gumagamit ng tubig bilang pangunahing elemento (hindi binibilang ang gasolina mismo), samakatuwid, mula sa isang kapaligiran na pananaw, ang pinsala ay minimal. Ang potensyal na panganib ng mga power plant ng ganitong uri ay labis na pinalaki. Ang mga sanhi ng sakuna sa Chernobyl ay hindi pa rin mapagkakatiwalaan na naitatag (higit pa tungkol dito sa ibaba) at, bukod dito, ang lahat ng impormasyong nakolekta bilang bahagi ng pagsisiyasat ay naging posible na gawing moderno ang mga umiiral na halaman, na inaalis ang kahit na hindi malamang na mga pagpipilian para sa mga paglabas ng radiation. Minsan sinasabi ng mga environmentalist na ang mga naturang istasyon ay isang malakas na pinagmumulan ng thermal pollution, ngunit hindi rin ito ganap na totoo. Sa katunayan, ang mainit na tubig mula sa pangalawang circuit ay pumapasok sa mga reservoir, ngunit kadalasan ang kanilang mga artipisyal na bersyon ay ginagamit, partikular na nilikha para sa layuning ito, at sa ibang mga kaso ang bahagi ng naturang pagtaas ng temperatura ay hindi maihahambing sa polusyon mula sa iba pang mga mapagkukunan ng enerhiya.

Problema sa gasolina

Hindi ang pinakamaliit na papel sa katanyagan ng mga nuclear power plant ay nilalaro ng gasolina - uranium-235. Ito ay kinakailangan na mas mababa kaysa sa anumang iba pang uri na may sabay-sabay na malaking pagpapalabas ng enerhiya. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant reactor ay nagsasangkot ng paggamit ng gasolina na ito sa anyo ng mga espesyal na "tablet" na inilagay sa mga rod. Sa katunayan, ang tanging kahirapan sa kasong ito ay ang paglikha ng gayong hugis. Gayunpaman, kamakailan lamang ay nagsimulang lumabas ang impormasyon na ang kasalukuyang mga reserbang pandaigdig ay hindi rin magtatagal. Ngunit ito ay naibigay na. Ang pinakabagong mga three-circuit reactor ay nagpapatakbo sa uranium-238, kung saan marami, at ang problema sa kakulangan ng gasolina ay mawawala sa loob ng mahabang panahon.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang double-circuit nuclear power plant

Tulad ng nabanggit sa itaas, ito ay batay sa isang maginoo na steam engine. Sa madaling salita, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant ay ang magpainit ng tubig mula sa pangunahing circuit, na siya namang nagpapainit ng tubig mula sa pangalawang circuit hanggang sa estado ng singaw. Ito ay dumadaloy sa turbine, pinaikot ang mga blades, na nagiging sanhi ng generator upang makagawa ng kuryente. Ang "basura" na singaw ay pumapasok sa condenser at bumalik sa tubig. Lumilikha ito ng halos saradong cycle. Sa teorya, ang lahat ng ito ay maaaring gumana nang mas simple, gamit lamang ang isang circuit, ngunit ito ay talagang hindi ligtas, dahil ang tubig sa loob nito, sa teorya, ay maaaring napapailalim sa kontaminasyon, na hindi kasama kapag gumagamit ng pamantayan ng system para sa karamihan ng mga nuclear power plant. na may dalawang siklo ng tubig na nakahiwalay sa isa't isa.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang three-circuit nuclear power plant

Ito ay mas modernong mga planta ng kuryente na nagpapatakbo sa uranium-238. Ang mga reserba nito ay nagkakahalaga ng higit sa 99% ng lahat ng mga radioactive na elemento sa mundo (kaya ang malaking prospect para sa paggamit). Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at disenyo ng ganitong uri ng planta ng nuclear power ay binubuo ng pagkakaroon ng kasing dami ng tatlong circuits at ang aktibong paggamit ng likidong sodium. Sa pangkalahatan, ang lahat ay nananatiling halos pareho, ngunit may mga menor de edad na karagdagan. Sa pangunahing circuit, direktang pinainit mula sa reaktor, ang likidong sodium na ito ay umiikot sa mataas na temperatura. Ang pangalawang bilog ay pinainit mula sa una at gumagamit din ng parehong likido, ngunit hindi masyadong mainit. At pagkatapos lamang, nasa ikatlong circuit, ang tubig ay ginagamit, na pinainit mula sa pangalawa hanggang sa estado ng singaw at pinaikot ang turbine. Ang sistema ay lumalabas na mas kumplikado sa teknolohiya, ngunit ang naturang planta ng nuclear power ay kailangan lamang na maitayo nang isang beses, at pagkatapos ay ang natitira na lamang ay upang tamasahin ang mga bunga ng paggawa.

Chernobyl

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Chernobyl nuclear power plant ay pinaniniwalaan na pangunahing sanhi ng sakuna. Opisyal, mayroong dalawang bersyon ng nangyari. Ayon sa isa, lumitaw ang problema dahil sa hindi tamang pagkilos ng mga operator ng reactor. Ayon sa pangalawa, dahil sa hindi matagumpay na disenyo ng planta ng kuryente. Gayunpaman, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Chernobyl nuclear power plant ay ginamit din sa iba pang mga istasyon ng ganitong uri, na gumagana nang maayos hanggang sa araw na ito. Mayroong isang opinyon na ang isang kadena ng mga aksidente ay naganap, na halos imposibleng maulit. Kabilang dito ang isang maliit na lindol sa lugar, pagsasagawa ng eksperimento sa reaktor, maliliit na problema sa mismong disenyo, at iba pa. Ang lahat ng ito ay naging sanhi ng pagsabog. Gayunpaman, ang dahilan na nagdulot ng isang matalim na pagtaas sa kapangyarihan ng reaktor kapag hindi ito dapat ay hindi pa rin alam. Mayroong kahit isang opinyon tungkol sa posibleng sabotahe, ngunit walang napatunayan hanggang ngayon.

Fukushima

Ito ay isa pang halimbawa ng isang pandaigdigang kalamidad na kinasasangkutan ng isang nuclear power plant. At sa kasong ito, masyadong, ang sanhi ay isang kadena ng mga aksidente. Ang istasyon ay mapagkakatiwalaang protektado mula sa mga lindol at tsunami, na hindi karaniwan sa baybayin ng Japan. Iilan lamang ang maaaring mag-isip na ang parehong mga kaganapang ito ay magaganap nang sabay-sabay. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Fukushima NPP generator ay nagsasangkot ng paggamit ng mga panlabas na mapagkukunan ng enerhiya upang mapanatili ang buong safety complex sa operasyon. Ito ay isang makatwirang panukala, dahil ito ay magiging mahirap na makakuha ng enerhiya mula sa halaman mismo sa panahon ng isang aksidente. Dahil sa lindol at tsunami, nabigo ang lahat ng mga mapagkukunang ito, na naging sanhi ng pagkatunaw ng mga reaktor at nagdulot ng sakuna. Nagsasagawa na ngayon ng mga pagsisikap upang ayusin ang pinsala. Ayon sa mga eksperto, aabutin pa ito ng 40 taon.

Sa kabila ng lahat ng kahusayan nito, ang enerhiyang nuklear ay nananatiling medyo mahal, dahil ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant steam generator at ang iba pang mga bahagi nito ay nagpapahiwatig ng malaking gastos sa pagtatayo na kailangang mabawi. Sa kasalukuyan, ang kuryente mula sa karbon at langis ay mas mura pa rin, ngunit ang mga mapagkukunang ito ay mauubos sa mga darating na dekada, at sa loob ng susunod na ilang taon, ang nuclear energy ay magiging mas mura kaysa sa anupaman. Sa ngayon, ang elektrisidad na pangkalikasan mula sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya (hangin at solar power plant) ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 20 beses na mas mataas.

Ito ay pinaniniwalaan na ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay hindi pinapayagan ang mga naturang istasyon na mabilis na maitayo. Hindi yan totoo. Ang pagtatayo ng isang karaniwang pasilidad ng ganitong uri ay tumatagal ng humigit-kumulang 5 taon.

Ang mga istasyon ay ganap na protektado hindi lamang mula sa mga potensyal na radiation emissions, ngunit din mula sa karamihan sa mga panlabas na kadahilanan. Halimbawa, kung ang mga terorista ay pumili ng anumang nuclear power plant sa halip na ang twin tower, sila ay maaaring magdulot lamang ng kaunting pinsala sa nakapalibot na imprastraktura, na hindi makakaapekto sa operasyon ng reaktor sa anumang paraan.

Mga resulta

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay halos hindi naiiba sa mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng karamihan sa iba pang tradisyonal na mga planta ng kuryente. Ang enerhiya ng singaw ay ginagamit kahit saan. Ginagamit ng mga hydroelectric power plant ang presyon ng dumadaloy na tubig, at maging ang mga modelong iyon na tumatakbo sa solar energy ay gumagamit din ng likidong pinainit hanggang kumulo at nagpapaikot ng mga turbine. Ang tanging pagbubukod sa panuntunang ito ay mga wind farm, kung saan ang mga blades ay umiikot dahil sa paggalaw ng mga masa ng hangin.