I midten av det tjuende århundre, menneskehetens beste sinn hardnakketjobbet med to oppgaver samtidig: på opprettelsen av en atombombe, samt på hvordan man kan bruke atomets energi til fredelige formål. Slik dukket verdens første atomkraftverk opp. Hva er prinsippet om NPP-drift? Og hvor i verden ligger de største av disse kraftverkene?
Historie og trekk ved kjernekraft
"Energi er hodet til alt" - slik kan duå omskrive et kjent ordtak, med tanke på de objektive realitetene i det XXI århundre. For hver nye runde med teknisk fremgang trenger menneskeheten mer og mer av den. I dag brukes energien til det "fredelige atomet" aktivt i økonomien og produksjonen, og ikke bare i energisektoren.
Elektrisitet produsert i såkalte atomkraftverk (som prinsippet er veldig enkel i naturen) er mye brukt i industri, romforskning, medisin og jordbruk.
Kjernekraft er en gren av tung industri som trekker ut varme og elektrisitet fra atomets kinetiske energi.
Når dukket de første atomkraftverkene opp?Prinsippet om drift av slike kraftverk ble studert av sovjetiske forskere tilbake på 40-tallet. Parallelt oppfant de forresten også den første atombomben. Dermed var atomet både "fredelig" og dødelig.
I 1948 ble I.V.Kurchatov foreslo at den sovjetiske regjeringen begynte å utføre direkte arbeid med utvinning av atomenergi. To år senere begynte byggingen av det aller første atomkraftverket på planeten i Sovjetunionen (i byen Obninsk, Kaluga-regionen).
Prinsippet om drift av alle atomkraftverk er lik, men det er ikke vanskelig å forstå det. Dette vil bli diskutert nærmere.
NPP: driftsprinsipp (foto og beskrivelse)
I hjertet av arbeidet til ethvert atomkraftverkligger en kraftig reaksjon som oppstår når kjernen til et atom splittes. I denne prosessen er uran-235 eller plutoniumatomer oftest involvert. Atomkjernen deler nøytronen som kommer inn i dem fra utsiden. I dette tilfellet dukker det opp nye nøytroner, samt splittelsesfragmenter som har enorm kinetisk energi. Det er denne energien som er hoved- og nøkkelproduktet av aktiviteten til ethvert atomkraftverk.
Slik kan driftsprinsippet til en kjernekraftreaktor beskrives. På neste bilde kan du se hvordan det ser ut fra innsiden.
Det er tre hovedtyper av atomreaktorer:
- høyeffektiv kanalreaktor (forkortet RBMK);
- vann-vann-reaktor (VVER);
- rask nøytronreaktor (BN).
Separat er det verdt å beskrive driften av kjernekraftverket som helhet. Hvordan det fungerer, vil bli diskutert i neste artikkel.
Prinsippet om drift av et atomkraftverk (diagram)
Et atomkraftverk opererer i vissebetingelser og i strengt spesifiserte moduser. I tillegg til en atomreaktor (en eller flere) inkluderer strukturen til et atomkraftverk også andre systemer, spesielle strukturer og høyt kvalifisert personell. Hva er prinsippet om NPP-drift? Det kan kort beskrives som følger.
Hovedelementet i ethvert atomkraftverk er en atomreaktor,der alle hovedprosessene finner sted. Vi skrev om hva som skjer i reaktoren i forrige avsnitt. Kjernebrensel (vanligvis uran) mates i form av små svarte pellets inn i denne enorme kjelen.
Energi frigjort under reaksjonerforekommer i en atomreaktor, omdannes til varme og overføres til kjølevæsken (vanligvis vann). Det er verdt å merke seg at kjølevæsken også mottar en viss dose stråling under denne prosessen.
Videre overføres varmen fra kjølevæsken til det vanligevann (gjennom spesielle enheter - varmevekslere), som koker som et resultat. Dampen som genereres i denne prosessen driver turbinen. En generator er koblet til sistnevnte, som genererer elektrisk energi.
I følge prinsippet om drift er et kjernekraftverk det samme termiske kraftverket. Den eneste forskjellen er hvordan dampen genereres.
Geografi av kjernekraft
De fem beste landene for produksjon av kjernekraft er som følger:
- USA.
- Frankrike.
- Japan.
- Russland.
- Sør-Korea.
Samtidig produserer Amerikas forente stater, som genererer ca 864 milliarder kWh per år, opptil 20% av hele strømmen på planeten.
Totalt er det 31 stater i verden som driver atomkraftverk. Av alle verdens kontinenter er det bare to (Antarktis og Australia) som er helt fri for kjernekraft.
I dag er det 388 i verdenatomreaktorer. Det er sant at 45 av dem ikke har produsert strøm på halvannet år. De fleste atomreaktorene ligger i Japan og USA. Deres fulle geografi vises på følgende kart. Land med kjernefysiske reaktorer er indikert i grønt, og deres totale antall i en bestemt tilstand er også angitt.
Utvikling av kjernekraft i forskjellige land
Generelt, fra og med 2014 i utviklingkjernekraft opplever en generell nedgang. Tre land er ledende innen bygging av nye atomreaktorer: Russland, India og Kina. I tillegg planlegger en rekke stater som ikke har atomkraftverk å bygge dem i nær fremtid. Disse inkluderer Kasakhstan, Mongolia, Indonesia, Saudi-Arabia og en rekke nordafrikanske land.
På den annen side har en rekke stater satt kursen forgradvis reduksjon i antall atomkraftverk. Disse inkluderer Tyskland, Belgia og Sveits. Og i noen land (Italia, Østerrike, Danmark, Uruguay) er atomkraft forbudt på lovgivningsnivå.
De viktigste problemene med kjernekraft
Utviklingen av kjernekraft er forbundet med enbetydelig miljøproblem. Dette er den såkalte termiske forurensningen av miljøet. I følge mange eksperter genererer kjernekraftverk således mer varme enn termiske kraftverk med samme kapasitet. Termisk forurensning av vann er spesielt farlig, noe som forstyrrer de naturlige levekårene til biologiske organismer og fører til at mange fiskearter dør.
Et annet akutt problem forbundet med atomenergi, gjelder kjernefysisk sikkerhet generelt. For første gang tenkte menneskeheten alvorlig på dette problemet etter Tsjernobyl-katastrofen i 1986. Prinsippet om drift av Tsjernobyl kjernekraftverk var ikke mye forskjellig fra andre kjernekraftverk. Dette reddet henne imidlertid ikke fra en større og alvorlig ulykke, som medførte svært alvorlige konsekvenser for hele Øst-Europa.
Videre er faren for atomkraft ikke bare begrenset til mulige teknogene ulykker. Så det oppstår store problemer med deponering av atomavfall.
Fordelene med kjernekraft
Likevel tilhengere av utviklingen av kjernefysiskkraftingeniører nevner også de klare fordelene ved drift av kjernekraftverk. Spesielt publiserte World Nuclear Association nylig sin rapport med veldig interessante data. Ifølge ham er antallet menneskelige ofre som følger med produksjonen av ett gigawatt elektrisitet ved kjernekraftverk 43 ganger mindre enn ved tradisjonelle termiske kraftverk.
Det er andre, like viktige fordeler. Nemlig:
- lave kostnader for strømproduksjon;
- økologisk renhet av kjernekraft (med unntak av bare termisk forurensning av vann);
- fraværet av en streng geografisk tilknytning av atomkraftverk til store drivstoffkilder.
I stedet for å konkludere
I 1950 ble verdens første atomkraftverk bygget.Prinsippet for drift av kjernekraftverk er fisjon av et atom ved bruk av et nøytron. Som et resultat av denne prosessen frigjøres en enorm mengde energi.
Det ser ut til at kjernekraft er detet eksepsjonelt godt for menneskeheten. Historien har imidlertid bevist noe annet. Spesielt to store tragedier - ulykken ved det sovjetiske Tsjernobyl-atomkraftverket i 1986 og ulykken ved det japanske kraftverket Fukushima-1 i 2011 - demonstrerte faren fra det "fredelige" atomet. Og mange land i verden i dag begynte å tenke på en delvis eller til og med fullstendig avvisning av atomenergi.
