Главная - Теория АЭС - Атомные электростанции

Атомные электростанции
АЭС - Теория АЭС

атомные электростанции

Атомные электростанции, в настоящее время, являются одними из основных поставщиков электроэнергии для промышленности и бытового потребления.

Примечательно то, что первая в мире атомная электростанция была построена в СССР, в городе Обнинске. Первоначальная её мощность составляла 5 МВт, однако именно Обнинская АЭС положила начало для бурного развития атомной энергетики во всем мире. Запустив первый на планете управляемый атомный реактор, практически была доказана сама возможность получения электроэнергии на основе расцепления урановых ядер. В то время, атомная энергетика являлась своего рода возможностью использования альтернативного топлива, однако очень быстро именно атомные электростанции стали доминировать среди прочих систем получения электроэнергии.

Принцип работы атомной электростанции очень прост – это обычное преобразование тепловой энергии в электрическую. Иными словами АЭС работают по тому же принципу, что и обычные тепловые электростанции, с одним лишь отличием – для нагрева воды используется энергия, получаемая при распаде ядер урана.

Источником тепловой энергии в АЭС служит ядерный реактор, в котором протекает управляемая ядерная реакция. Сама реакция протекает по цепному механизму: деление одного ядра самопроизвольно вызывает деление других ядер. Цепная реакция сама себя поддерживает, и может длиться до полного распада всех ядер вещества. А управление сводится лишь к регулированию её скорости и, соответственно, мощности, а также к произвольной её остановке в случае необходимости.

Топливом для атомных электростанций служат вещества, способные, при определенном начальном стимулировании, совершать цепную реакцию расщепления ядер элементов, в основном трансурановой группы. В настоящее время основными являются плутоний и уран.

Как же работает цепная реакция? При делении ядра урана высвобождаются нейтроны, которые воздействуют на другие ядра, вызывая их деление. Однако практически осуществить подобную реакцию не так просто, как кажется на первый взгляд. Дело в том, что такие нейтроны могут вызывать деление изотопов урана с массовым числом 235, тогда как в природной руде их содержится лишь 0,7%. Остальные 99,3% приходятся на долю изотопа 238, для деления которого, энергии нейтронов, не хватает. Именно поэтому для функционирования реактора важна критическая масса – это минимальная масса урана, при которой возможно возникновение и протекание цепной реакции. Например, для урана-235 она составляет несколько десятков килограмм, что на самом деле, учитывая низкое его процентное соотношение, не так уж и мало.

Перейдем к устройству и принципу выработки электричества АЭС.
Та часть ядерного реактора, в котором находится топливо, и идут процессы деления ядер урана называется активной зоной. В результате протекания ядерной реакции выделяется огромное количество тепла – это и есть начальная тепловая энергия, преобразующаяся впоследствии в электрическую.

Активная зона реактора имеет очень высокую степень защиты, обеспечивающей сравнительно безопасные условия для работы персонала АЭС. В активной зоне находятся специальные управляющие стержни, позволяющие регулировать скорость протекания реакции. Чаще всего – это бор или кадмий, которые достаточно сильно поглощают нейтроны. Иными словами, чем больше поглощено нейтронов, тем меньше ядер урана делиться, и, соответственно, снижается скорость реакции. Чем глубже погружаются стержни, тем меньше выделяется тепла, и наоборот.

Именно образование тепловой энергии и есть суть цепной реакции. Тепло из реактора выводится при помощи определенных теплоносителей, которыми, в зависимости от типа атомной электростанции, могут выступать вода, металлический натрий или некоторые газы. Они отбирают в активной зоне тепло, и переносят его в специальные теплообменники, попутно охлаждая реактор. Эта система называется первым контуром.

Далее вступает в действие так называемый второй контур АЭС. В теплообменнике нагревается вода, образующийся в результате этого пар передается на лопасти турбины, которая через специальную систему приводит в действие генераторы, непосредственно вырабатывающие электричество.

Иными словами, атомные электростанции – это очень большие «чайники», работающие на ядерном топливе и служащие, в первую очередь, для нагрева воды до кипения.

В настоящее время активно ведутся работы по проектированию и созданию термоядерных электростанций, основным преимуществом которых является возможность работать неопределенно долгое время.

Термоядерные электростанции, в отличие от атомных, протекают на основе термоядерного синтеза, в результате которого из изотопов водорода образуется гелий и выделяется огромное количество энергии. Кроме того, такие электростанции более безопасны и экологически чистые, так как реакция термоядерного синтеза не приводит к образованию радиоактивных продуктов, а топливом для неё может служить обычная вода, из которой получают тяжелый изотоп водорода – дейтерий.

К сожалению, на данный момент иной альтернативы атомным электростанциям, даже учитывая их потенциальную опасность, нет, так как в мире не предвидится скорого снижения спроса на электроэнергию, потребности в которой, напротив, растут год от года.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новости с ЗАЭС:

ЗАЭС: плановое задание за октябрь - досрочно

News image

31 октября 2010 г. в 2 часа 30 минут Запорожская атомная электростанция досрочно выполнила плановое задание по производству электроэнергии за октябр...

Запорожская АЭС

News image

Запорожская АЭС готовится предоставить на обозрение по прохождению стартовых совещаний контракты, которые относятся к проектным работам по созданию...

Новости с ЧАЭС:

Чернобыльская АЭС делится опытом

News image

10 лет прошло с момента закрытия Чернобыльской АЭС. С тех пор станция первой в Украине идет по пути снятия с эксплуатации. При содействии МАГАТЭ и В...

НБК: Рабочие будни

News image

В настоящее время на площадке ЧАЭС в рамках контракта SIP 08-1-001 “Проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию нового безопасного конфайнмен...

Россия планирует строить АЭС в Финляндии

News image

Российская компания «Росатом» приступила к реализации контракта по строительству Атомных электростанций на территории Финляндии....

Калининская АЭС: пролив систем на открытый реактор сооружаем

News image

23 декабря 2010 года на энергоблоке №4 Калининской АЭС начался пролив систем на открытый реактор. В ходе этой технологической оп...

Армения: стресс-тесты АЭС

News image

Президент Серж Саргасян заявил на последнем заседании Совета по безопасности атомной энергетики, что Армения в самые короткие ср...

Планы по постройке блока с EPR-1600 на АЭС Трикастен

News image

Группа SUEZ называет неточными сообщения об её планах по постройке блока с EPR-1600 на АЭС Трикастен и опровергает сообщения о т...

Перевозка ОЯТ БН-350 из Актау в Семипалатинск - забота о без

News image

Казахстанские военные провели этим летом учения по отражению нападения террористов на ядерный объект, построенный в советский пе...

Французская Areva начала сотрудничать с MSA по строительству

News image

Французская Areva начала сотрудничать с MSA по строительству АЭС «Темелин»Сейчас французская Areva желает использовать продукцию...

Информация о техническом состоянии блоков, внешних объектов,

News image

По состоянию на 07.07.2010 энергоблоки 1,2,3 Чернобыльской АЭС находятся на этапе прекращения эксплуатации, состояние блоков рег...

British Energy Group планирует строительство новых АЭС

News image

Британская энергетическая компания British Energy Group Plc (BEG) -самая большая компания по производству электроэнергии собирае...