Атомные электростанции |
АЭС - Теория АЭС |
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. 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: |
---|
Профилакторий ЗАЭС - лечебно-профилактическое учреждени![]() Профилакторий ЗАЭС был открыт в январе 1990 года – и за эти годы он стал лучшим объектом социальной инфраструктуры Запорожской атомной электростанци... |
Запорожская АЭС выполнила плановое задание за февраль![]() 27 февраля 2011 г. в 12 часов 30 минут Запорожская атомная электростанция досрочно выполнила плановое задание по производству электроэнергии за февр... |
Парламентские слушания по Чернобылю проведут в марте 20![]() Верховная Рада Украины решила провести в марте 2011 парламентские слушания по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы. За принятие соотв... |
Проект ХОЯТ-2 переходит в стадию выполнения физических![]() 16 февраля подписана Поправка 4 к Контракту с компанией «Holtec International» на завершение строительства ХОЯТ-2 Переговоры по данной поправке в... |
Французское правительство поддерживает ядерные реакторы EPR![]() По сообщению газеты Thomson Financial, министр экологии, устойчивого развития и обустройства Франции Ален Жюппе (Alain Juppe) по... |
Мощность первого энергоблока на Ленинградской АЭС снизилась,На ГХК происходит обкатка оборудования для переработки ОЯТ На протяжении года специалистам потребуется осуществить обкатку д... |
Пятая часть расходов на АЭС Белене пришлась на консультантов![]() Болгарское издание 168 часов опубликовало данные по реальным расходам Болгарии на строительство АЭС Белене по состоянию на с... |
Ангела Меркель выступила за продление сроков эксплуатации не![]() Канцлер Германии Ангела Меркель согласна продлить срок службы немецких АЭС. Безопасность остается для канцлера высшим приоритето... |
Лаборатория для испытаний систем AHWR откроется в декабре в![]() Центр атомных исследований (BARC) имени Хоми Баба откроет в декабре научную лабораторию в Тарапуре для испытаний различных систе... |
На Балтийской АЭС начали работать над котлованами второго энГлубина этих котлованов составляет четырнадцать метров и согласно плану, туда будет перемещено примерно 890,000 кубометров ... |
Обещания Лю![]() Китайская атомная отрасль обещает пересмотреть в сторону большей открытости свою политику в части уведомлений об инцидентах на а... |
Россия вступает в Агентство по ядерной энергии (далее АЯЭ) ОАЯЭ ОЭСР изучает вопросы, связанные с поданной РФ заявкой на вступление в данную организацию. Положительное решение этого вопро... |