In het midden van de twintigste eeuw, de beste geesten van de mensheid koppigwerkte aan twee taken tegelijk: aan het creëren van een atoombom, en ook aan het gebruik van de energie van het atoom voor vreedzame doeleinden. Dit is hoe 's werelds eerste kerncentrales verschenen. Wat is het principe van NPP-werking? En waar ter wereld staan de grootste van deze energiecentrales?
Geschiedenis en kenmerken van kernenergie
"Energie is het hoofd van alles" - dit is hoe je kuntom een bekend spreekwoord te parafraseren, rekening houdend met de objectieve realiteit van de eenentwintigste eeuw. Met elke nieuwe ronde van technische vooruitgang heeft de mensheid er steeds meer van nodig. Tegenwoordig wordt de energie van het "vreedzame atoom" actief gebruikt in de economie en productie, en niet alleen in de energiesector.
Elektriciteit geproduceerd in zogenaamde kerncentrales (waarvan het principe heel eenvoudig van aard is) wordt veel gebruikt in de industrie, ruimtevaart, geneeskunde en landbouw.
Kernenergie is een tak van de zware industrie die warmte en elektriciteit onttrekt aan de kinetische energie van het atoom.
Wanneer verschenen de eerste kerncentrales?Het werkingsprincipe van dergelijke energiecentrales werd in de jaren 40 door Sovjetwetenschappers bestudeerd. Overigens vonden ze parallel ook de eerste atoombom uit. Het atoom was dus zowel "vreedzaam" als dodelijk.
In 1948 werd I.V.Kurchatov suggereerde dat de Sovjetregering directe werkzaamheden aan de winning van atoomenergie begon uit te voeren. Twee jaar later, in de Sovjet-Unie (in de stad Obninsk, regio Kaluga), begon de bouw van de allereerste kerncentrale op aarde.
Het werkingsprincipe van alle kerncentrales is vergelijkbaar, maar het is helemaal niet moeilijk te begrijpen. Dit wordt verder besproken.
NPP: werkingsprincipe (foto en beschrijving)
De kern van het werk van elke kerncentraleligt een krachtige reactie die optreedt wanneer de kern van een atoom splijt. Bij dit proces zijn meestal atomen van uranium-235 of plutonium betrokken. De atoomkern verdeelt het neutron dat ze van buitenaf binnenkomt. Dit levert nieuwe neutronen op, evenals splijtingsfragmenten, die een enorme kinetische energie hebben. Deze energie is het belangrijkste en belangrijkste product van de activiteit van een kerncentrale.
Dit is hoe het principe van de werking van een kerncentrale reactor kan worden beschreven. Op de volgende foto kun je zien hoe het er van binnenuit uitziet.
Er zijn drie hoofdtypen kernreactoren:
- high-power kanaalreactor (afgekort als RBMK);
- water-waterreactor (VVER);
- snelle neutronenreactor (BN).
Afzonderlijk is het de moeite waard om het principe van de werking van de kerncentrale als geheel te beschrijven. Hoe het werkt, wordt in het volgende artikel besproken.
Het principe van NPP-werking (diagram)
De kerncentrale werkt in bepaaldevoorwaarden en in strikt gespecificeerde modi. Naast een kernreactor (één of meer) omvat de structuur van een kerncentrale ook andere systemen, speciale constructies en hooggekwalificeerd personeel. Wat is het principe van NPP-werking? Het kan als volgt kort worden beschreven.
Het belangrijkste element van elke kerncentrale is een kernreactor,waarin alle hoofdprocessen plaatsvinden. In de vorige paragraaf schreven we over wat er in de reactor gebeurt. Nucleaire brandstof (meestal uranium meestal) in de vorm van kleine zwarte pellets wordt in deze enorme ketel gevoerd.
De energie die vrijkomt tijdens reactiesdie in een kernreactor voorkomen, wordt omgezet in warmte en overgebracht naar het koelmiddel (meestal water). Opgemerkt moet worden dat de koelvloeistof tijdens dit proces ook een bepaalde dosis straling ontvangt.
Verder wordt de warmte van het koelmiddel overgedragen op het gebruikelijkewater (via speciale apparaten - warmtewisselaars), dat daardoor kookt. De stoom die daarbij ontstaat, drijft de turbine aan. Daarop is een generator aangesloten, die elektrische energie opwekt.
Volgens het werkingsprincipe is een kerncentrale dus dezelfde thermische krachtcentrale. Het enige verschil is hoe de stoom wordt gegenereerd.
Geografie van kernenergie
De top vijf van landen voor de productie van kernenergie is als volgt:
- VS.
- Frankrijk.
- Japan.
- Rusland.
- Zuid-Korea.
Tegelijkertijd produceren de Verenigde Staten van Amerika, die ongeveer 864 miljard kWh per jaar opwekken, tot 20% van alle elektriciteit op aarde.
Er zijn 31 staten in de wereld die kerncentrales exploiteren. Van alle continenten van de planeet zijn er slechts twee (Antarctica en Australië) volledig vrij van kernenergie.
Tegenwoordig zijn er in de wereld 388kernreactor. Het is waar dat 45 van hen al anderhalf jaar geen elektriciteit opwekken. De meeste kernreactoren staan in Japan en de Verenigde Staten. Hun volledige geografie wordt weergegeven op de volgende kaart. Landen met werkende kernreactoren worden in groen aangegeven en ook hun totale aantal in een bepaalde staat wordt aangegeven.
Ontwikkeling van kernenergie in verschillende landen
Over het algemeen vanaf 2014 in ontwikkelingkernenergie kent een algemene achteruitgang. Drie landen zijn de leiders bij de bouw van nieuwe kernreactoren: Rusland, India en China. Bovendien zijn een aantal staten die geen kerncentrales hebben van plan om deze in de nabije toekomst te bouwen. Dit zijn onder meer Kazachstan, Mongolië, Indonesië, Saoedi-Arabië en een aantal Noord-Afrikaanse landen.
Aan de andere kant hebben een aantal staten een koers uitgezetgeleidelijke vermindering van het aantal kerncentrales. Dit zijn onder meer Duitsland, België en Zwitserland. En in sommige landen (Italië, Oostenrijk, Denemarken, Uruguay) is kernenergie op wetgevend niveau verboden.
De belangrijkste problemen van kernenergie
De ontwikkeling van kernenergie wordt hiermee geassocieerdaanzienlijk milieuprobleem. Dit is de zogenaamde thermische vervuiling van de omgeving. Volgens veel experts wekken kerncentrales dus meer warmte op dan thermische centrales met dezelfde capaciteit. Bijzonder gevaarlijk is thermische vervuiling van water, die de natuurlijke leefomstandigheden van biologische organismen verstoort en leidt tot de dood van vele vissoorten.
Een ander acuut probleem dat verband houdt met het atoomenergie betreft nucleaire veiligheid in het algemeen. Na de ramp in Tsjernobyl in 1986 heeft de mensheid voor het eerst serieus over dit probleem nagedacht. Het werkingsprincipe van de kerncentrale van Tsjernobyl was niet veel anders dan dat van andere kerncentrales. Dit heeft haar echter niet gered van een groot en ernstig ongeval, dat zeer ernstige gevolgen had voor heel Oost-Europa.
Bovendien is het gevaar van kernenergie niet beperkt tot mogelijke technische ongevallen. Er ontstaan dus grote problemen met de verwijdering van kernafval.
De voordelen van kernenergie
Niettemin, voorstanders van de ontwikkeling van nucleairenergie-ingenieurs noemen ook de duidelijke voordelen van de exploitatie van kerncentrales. In het bijzonder publiceerde de World Nuclear Association onlangs haar rapport met zeer interessante gegevens. Volgens hem is het aantal menselijke slachtoffers dat gepaard gaat met de productie van één gigawatt aan elektriciteit in kerncentrales 43 keer minder dan bij traditionele thermische centrales.
Er zijn nog andere, even belangrijke voordelen. Namelijk:
- lage kosten van elektriciteitsproductie;
- ecologische reinheid van kernenergie (met uitzondering van alleen thermische vervuiling van water);
- het ontbreken van een strikte geografische koppeling tussen kerncentrales en grote brandstofbronnen.
In plaats van af te sluiten
In 1950 werd 's werelds eerste kerncentrale gebouwd.Het principe van de werking van kerncentrales is de splitsing van een atoom met behulp van een neutron. Als resultaat van dit proces komt er enorm veel energie vrij.
Het lijkt erop dat kernenergie dat iseen uitzonderlijk goed voor de mensheid. De geschiedenis heeft echter het tegendeel bewezen. In het bijzonder hebben twee grote tragedies - het ongeval bij de kerncentrale van Tsjernobyl in 1986 en het ongeval bij de Japanse kerncentrale Fukushima-1 in 2011 - het gevaar van het "vreedzame" atoom aangetoond. En veel landen van de wereld begonnen vandaag na te denken over een gedeeltelijke of zelfs volledige afwijzing van kernenergie.
