Em meados do século XX, as melhores mentes da humanidade teimosamentetrabalhou em duas tarefas ao mesmo tempo: na criação de uma bomba atômica, bem como em como usar a energia do átomo para fins pacíficos. Foi assim que surgiram as primeiras usinas nucleares do mundo. Qual é o princípio de operação do NPP? E onde no mundo estão localizadas as maiores dessas usinas?
História e características da energia nuclear
"A energia é a cabeça de tudo" - é assim que você podeparafraseando um provérbio conhecido, levando em conta as realidades objetivas do século XXI. A cada nova rodada de progresso técnico, a humanidade precisa cada vez mais dele. Hoje a energia do "átomo pacífico" é ativamente usada na economia e na produção, e não apenas no setor de energia.
A eletricidade produzida nas chamadas usinas nucleares (cujo princípio de operação é muito simples) é amplamente utilizada na indústria, exploração espacial, medicina e agricultura.
A energia nuclear é um ramo da indústria pesada que extrai calor e eletricidade da energia cinética do átomo.
Quando surgiram as primeiras usinas nucleares?O princípio de operação dessas usinas foi estudado por cientistas soviéticos na década de 40. Aliás, em paralelo, eles também inventaram a primeira bomba atômica. Portanto, o átomo era "pacífico" e mortal.
Em 1948, I.V.Kurchatov sugeriu que o governo soviético começasse a realizar um trabalho direto na extração de energia atômica. Dois anos depois, teve início a construção da primeira usina nuclear do planeta na União Soviética (na cidade de Obninsk, região de Kaluga).
O princípio de operação de todas as usinas nucleares é semelhante, mas não é nada difícil de entender. Isso será discutido mais adiante.
NPP: princípio de funcionamento (foto e descrição)
No centro do trabalho de qualquer usina nuclearreside uma reação poderosa que ocorre quando o núcleo de um átomo se fissiona. Nesse processo, átomos de urânio-235 ou plutônio estão mais frequentemente envolvidos. O núcleo dos átomos divide um nêutron que entra neles de fora. Nesse caso, surgem novos nêutrons, bem como fragmentos de fissão, que possuem enorme energia cinética. Essa energia é o principal e fundamental produto da atividade de qualquer usina nuclear.
É assim que o princípio de operação de um reator de uma usina nuclear pode ser descrito. Na próxima foto, você pode ver como fica por dentro.
Existem três tipos principais de reatores nucleares:
- reator de canal de alta potência (abreviado como RBMK);
- reator água-água (VVER);
- reator de nêutrons rápidos (BN).
Separadamente, vale a pena descrever o princípio de funcionamento da usina nuclear como um todo. Como funciona será discutido no próximo artigo.
O princípio de operação de uma usina nuclear (diagrama)
Uma usina nuclear opera em certoscondições e em modos estritamente especificados. Além de um reator nuclear (um ou mais), a estrutura de uma usina nuclear também inclui outros sistemas, estruturas especiais e pessoal altamente qualificado. Qual é o princípio de operação do NPP? Ele pode ser descrito resumidamente como segue.
O principal elemento de qualquer usina nuclear é um reator nuclear,em que todos os processos principais acontecem. Escrevemos sobre o que acontece no reator na seção anterior. Combustível nuclear (geralmente urânio) é alimentado na forma de pequenas pelotas pretas nesta enorme caldeira.
Energia liberada durante as reaçõesocorrendo em um reator nuclear, é convertido em calor e transferido para o refrigerante (geralmente água). Vale ressaltar que o refrigerante também recebe certa dose de radiação durante este processo.
Além disso, o calor do refrigerante é transferido para oágua (por meio de dispositivos especiais - trocadores de calor), que ferve como resultado. O vapor gerado neste processo aciona a turbina. A este último é conectado um gerador, que gera energia elétrica.
Assim, segundo o princípio de funcionamento de uma usina nuclear, trata-se de uma mesma usina termelétrica. A única diferença é como o vapor é gerado.
Geografia da energia nuclear
Os cinco principais países para a produção de energia nuclear são os seguintes:
- EUA.
- França.
- Japão.
- Rússia.
- Coreia do Sul.
Ao mesmo tempo, os Estados Unidos da América, gerando cerca de 864 bilhões de kWh por ano, produzem até 20% de toda a eletricidade do planeta.
No total, existem 31 estados no mundo que operam usinas nucleares. De todos os continentes do planeta, apenas dois (Antártica e Austrália) estão completamente livres de energia nuclear.
Hoje no mundo existem 388reatores nucleares. É verdade que 45 deles não geram eletricidade há um ano e meio. A maioria dos reatores nucleares está localizada no Japão e nos Estados Unidos. Sua geografia completa é mostrada no mapa a seguir. Os países com reatores nucleares em operação são indicados em verde, e seu número total em um determinado estado também é indicado.
Desenvolvimento da energia nuclear em diferentes países
Em geral, a partir de 2014 em desenvolvimentoa energia nuclear está passando por um declínio geral. Três países lideram a construção de novos reatores nucleares: Rússia, Índia e China. Além disso, vários estados que não possuem usinas nucleares estão planejando construí-las em um futuro próximo. Isso inclui Cazaquistão, Mongólia, Indonésia, Arábia Saudita e vários países do Norte da África.
Por outro lado, vários estados estabeleceram um curso pararedução gradual do número de usinas nucleares. Isso inclui Alemanha, Bélgica e Suíça. E em alguns países (Itália, Áustria, Dinamarca, Uruguai), a energia nuclear é proibida no nível legislativo.
Os principais problemas da energia nuclear
O desenvolvimento da energia nuclear está associado a umproblema ambiental significativo. Esta é a chamada poluição térmica do meio ambiente. Assim, de acordo com muitos especialistas, as usinas nucleares geram mais calor do que as termelétricas de mesma capacidade. A poluição térmica das águas é especialmente perigosa, o que perturba as condições naturais de vida dos organismos biológicos e leva à morte de muitas espécies de peixes.
Outro problema agudo associado ao atômicoenergia, diz respeito à segurança nuclear em geral. Pela primeira vez, a humanidade pensou seriamente sobre este problema após o desastre de Chernobyl em 1986. O princípio de operação da usina nuclear de Chernobyl não era muito diferente do de outras usinas nucleares. No entanto, isso não a salvou de um acidente grave e grave, com consequências muito graves para toda a Europa de Leste.
Além disso, o perigo da energia nuclear não se limita apenas a possíveis acidentes tecnogênicos. Portanto, surgem grandes problemas com o descarte de resíduos nucleares.
Os benefícios da energia nuclear
No entanto, os defensores do desenvolvimento da energia nuclearos engenheiros de energia também mencionam as claras vantagens da operação de usinas nucleares. Então, em particular, a World Nuclear Association publicou recentemente seu relatório com dados muito interessantes. Segundo ele, o número de vítimas humanas que acompanham a produção de um gigawatt de eletricidade em usinas nucleares é 43 vezes menor do que nas tradicionais termelétricas.
Existem outras vantagens igualmente importantes. Nomeadamente:
- baixo custo de produção de eletricidade;
- limpeza ecológica da energia nuclear (com exceção apenas da poluição térmica das águas);
- a ausência de uma referência geográfica estrita das usinas nucleares a grandes fontes de combustível.
Em vez de concluir
Em 1950, a primeira usina nuclear do mundo foi construída.O princípio de funcionamento das usinas nucleares é a fissão de um átomo por meio de um nêutron. Como resultado desse processo, uma enorme quantidade de energia é liberada.
Parece que a energia nuclear éum bem excepcional para a humanidade. No entanto, a história provou o contrário. Em particular, duas grandes tragédias - o acidente na usina nuclear soviética de Chernobyl em 1986 e o acidente na usina japonesa Fukushima-1 em 2011 - demonstraram o perigo representado pelo átomo "pacífico". E muitos países do mundo hoje começaram a pensar em uma rejeição parcial ou mesmo total da energia nuclear.
