Kako radi nuklearna elektrana (NPP).
Jedan od načina borbe protiv onečišćenja okoliša je prelazak na čišće izvore električne energije. Ovi izvori danas s pravom uključuju nuklearne elektrane (NPP)…Samo u Europi, zahvaljujući nuklearnim elektranama, godišnje se u atmosferu NE ispusti više od pola milijarde tona ugljičnog dioksida, što bi svakako postalo ozbiljan izvor onečišćenja da se energija dobiva izgaranjem ugljikovodika.
Zahvaljujući nuklearnim elektranama koje rade 24/7, mnogi domovi i poslovni prostori diljem svijeta neprekidno su opskrbljeni električnom energijom. Osim toga, postaje zapošljavaju mnogo stručnjaka i to su pristojno plaćeni poslovi.
Što je nuklearna elektrana? Otkrijmo kako to radi i kako radi.
Nuklearne elektrane (NE) su vrsta termoelektrane.
Izvor toplinske energije na ovim postajama je proces nuklearne fisije atoma urana i plutonija, koji su glavni izvor nuklearnog goriva koji se odvija u nuklearnim reaktorima.Rashladno sredstvo koje se koristi je voda ili plinovi koji se pumpaju kroz kanale reaktora i generatore pare. Dobivena para dovodi se u parne turbine koje pokreću generatore, baš kao u klasičnim termoelektranama.
Prva nuklearna elektrana na svijetu izgrađena je u SSSR-u 1954. godine.
Svaka nuklearna elektrana je složen kompleks opreme, uređaja i struktura, čija je svrha proizvodnja električne energije, a kao gorivo ovdje služi posebna tvar - uran-235… U procesu fisije jezgri urana-235 oslobađa se ogromna količina nuklearne energije koja se lako pretvara u toplinu, a toplina u električnu energiju.
Nuklearni kancelar — srce nuklearne elektrane, jer je napunjeno nuklearnim gorivom, a unutar reaktora odvija se kontrolirana fisijska lančana reakcija urana-235. Neutroni djeluju na nestabilne jezgre urana-235, uzrokujući njihov raspad i oslobađanje energije.
Zaključak je da u jezgri izotopa urana-235 koji se koristi u reaktoru tri neutrona nisu dovoljna za stabilnost, stoga je jezgra ovog elementa vrlo nestabilna i lako se cijepa na dva dijela, vrijedi neutron letjeti na određenom brzinom, da ga udari.
Čim takav neutron uđe u nestabilnu jezgru, raspada se oslobađajući energiju, ali istovremeno iz već raspale jezgre izlete 2-3 nova neutrona, cijepaju druge jezgre itd. — tako nastaje lančana reakcija fisije iz jezgri urana-235. A kako bi se spriječila eksplozija, neutroni koji djeluju kao osigurači moraju biti kontrolirani - ne unoseći previše neutrona u gorivo.
U nuklearnim reaktorima s pogonskim elektranama energija se stvara u gorivim elementima (gorivim šipkama). U najjednostavnijem slučaju, gorivi element može se predstaviti kao šipka (jezgra) koja sadrži nuklearno gorivo (na primjer, uranov dioksid) i zatvorena je u omotač od strukturnih materijala.
Tijekom fisije jezgri urana, njegovi fragmenti odlijeću velikom brzinom, ali praktički ne napuštaju jezgru, jer usporavaju unutar nje, prenoseći svoju energiju na atome i zagrijavajući jezgru.
Toplina oslobođena u jezgri gorivne ćelije je energija koja se zatim pretvara u električnu energiju u složenom procesu njezine pretvorbe u sustavu izmjenjivač topline-parna turbina-generator.
Dijelovi fisije koji se kreću u jezgri gorivnog elementa "istiskuju" atome, remete kristalnu strukturu materijala od kojih su napravljeni i dovode do promjene njihovih fizikalnih svojstava. Što duže gorivi element radi u reaktoru, to se više mijenjaju svojstva jezgre, to se više radioaktivnih fragmenata nakuplja u njemu.
Gorivo se uvodi u radnu zonu reaktora u posebnim cijevima, koji su smješteni u moderator koji je sposoban pretvoriti energiju neutrona u toplinu. U retarderu dip rods made of neutron-apsorbing material to vrlo precizno kontrolirati brzinu reakcije... Što su šipke više podignute, to više neutrona djeluje na gorivo, odnosno, što su niže spuštene u reaktor, reakcija se odvija manje intenzivno.
Shema rada nuklearne elektrane s dvokružnim tlačnovodnim reaktorom (VVER).
Geografski, reaktor se nalazi u reaktorskoj dvorani glavne zgrade NEK, tu je i bazen za skladištenje nuklearnog goriva kao i stroj za utovar. Radni prostor u kojem se zapravo odvija reakcija podignut je u posebnom betonskom oknu opremljenom kontrolni sustav (za odabir načina rada) i zaštite, tako da se u slučaju opasnosti reakcija može brzo zaustaviti.
Toplina iz radne zone nuklearnog reaktora uklanja se tekućim ili plinovitim rashladnim sredstvom koje prolazi izravno kroz radnu zonu reaktora. Toplina akumulirana ogrjevnim medijem zatim se prenosi na vodu u generatoru pare gdje se stvara para.
Para pod ogromnim pritiskom prenosi svoju mehaničku energiju turbinski generatorkoji stvara električnu energiju koja se zatim prenosi dalekovoda (dalekovodi) — potrošačima. Turbina je zajedno s generatorom pare ugrađena u turbinsku dvoranu iz koje se električna energija žicama šalje u transformator, a zatim u dalekovod.
Na području nuklearne elektrane nalazi se i zgrada u kojoj se u bazenima skladišti istrošeno gorivo. A velike cijevi u obliku tornjeva, sužene na vrhu, su rashladni tornjevi - elementi cirkulacijskog rashladnog sustava koji uključuje i rashladni bazen (prirodni ili umjetni rezervoar) i prskalice.
Inače, otpad koji nastane nakon reakcije djelomično se reciklira, a ostatak se sprema u posebne spremnike koji štite sadržaj od ulaska u okoliš. Dakle, danas je nuklearna energija ekološki prihvatljiva.A same nuklearne elektrane ne proizvode štetne emisije u atmosferu, dok su prilično kompaktne i sigurne.
Vidi također: