NPP: principiul funcționării și dispozitivul. Istoria centralei nucleare

La mijlocul secolului XX, cele mai strălucite minți ale omenirii au lucrat din greu la două sarcini dintr-o dată: pe crearea bombei atomice, și despre modul în care puteți utiliza energia atomică în scopuri pașnice. Deci au existat primele centrale nucleare din lume. Care este principiul funcționării centralelor nucleare? Și unde în lume sunt cele mai mari dintre aceste centrale electrice situate?

Istoria și caracteristicile ingineriei energetice nucleare

"Energia este totul la cap" - așa puteți parafraza un bine-cunoscut proverb, având în vedere realitățile obiective ale secolului XXI. Cu fiecare nouă rundă de progres tehnologic, omenirea are nevoie din ce în ce mai mult de ea. Astăzi, energia "atomului pașnic" este folosită în mod activ în economie și producție, și nu numai în sectorul energetic.

Energia electrică produsă de așa-numitul PNȚ (al cărui principiu este foarte simplu, în esența ei), utilizate pe scară largă în industrie, explorarea spațială, medicină și agricultură.

Energia nucleară este industria industriei grele care extrage căldura și energia electrică din energia cinetică a unui atom.

Când au apărut primele centrale nucleare? Principiul de funcționare a unor astfel de centrale electrice, oamenii de știință sovietici au studiat în anii `40. Apropo, în paralel, au inventat și prima bombă atomică. Astfel, atomul a fost atât "pașnic" și mortal.

În 1948, IV Kurchatov a sugerat că guvernul sovietic începe să desfășoare activități directe privind extracția energiei atomice. Doi ani mai târziu în Uniunea Sovietică (în orașul Obninsk, regiunea Kaluga) începe construcția primei centrale nucleare de pe planetă.

Principiul de funcționare a tuturor centrale nucleare este similar, dar nu este greu de înțeles. Acest lucru va fi discutat mai târziu.

NPP: principiul funcționării (fotografie și descriere)

Inima lucrării oricărei centrale nucleare este o reacție puternică care apare atunci când fisiune nucleară atom. În acest proces, cei mai frecvent implicați atomi sunt uraniul-235 sau plutoniu. Nucleul de atomi împarte neutronul, care cade în el din afară. În acest caz, apar noi neutroni, precum și fragmente de fisiune, care au o enormă energie cinetică. Această energie este produsul principal și principal al oricărei centrale nucleare

Deci, este posibil să se descrie principiul de funcționare al unui reactor nuclear. În următoarea fotografie puteți vedea cum arată din interior.

Există trei tipuri principale de reactoare nucleare:

• un reactor cu canal de mare capacitate (abreviat ca RBMK);
• apă-apă reactor (VVER);
• reactorul cu neutronuri rapide (BN).

Este util să se descrie principiul de funcționare a centralei nucleare ca întreg. Despre modul în care funcționează, va fi discutată în următorul articol.

Principiul funcționării centralei nucleare (schemă)

Centrala nucleară funcționează în anumite condiții și în moduri strict prescrise. cu excepția reactor nuclear (una sau mai multe), structura NPP include și alte sisteme, facilități speciale și personal cu înaltă calificare. Care este principiul de funcționare al centralei nucleare? Pe scurt, poate fi descrisă după cum urmează.

Elementul principal al oricărei centrale nucleare este un reactor nuclear în care au loc toate procesele principale. Despre ce se întâmplă în reactor, am scris în secțiunea anterioară. Combustibil nuclear (de regulă, cel mai adesea este uraniu), sub formă de mici tablete negre care sunt introduse în acest vas mare.

Energia eliberată în timpul reacțiilor care apar într-un reactor atomic este transformată în căldură și transferată pe purtătorul de căldură (de obicei apă). Este de remarcat faptul că agentul de răcire în acest proces primește o anumită doză de radiație.

Apoi, căldura de la agentul de răcire este transferată la apă obișnuită (prin dispozitive speciale - schimbătoare de căldură), care, ca rezultat al fierbei. Vaporii de apă, care se formează în acest caz, rotesc turbina. Generatorul este conectat la acesta din urmă, care generează energie electrică.

Astfel, conform principiului funcționării centralei nucleare, este vorba despre aceeași centrală termică. Singura diferență este în ce fel se formează aburul.

Geografia ingineriei energetice nucleare

Primele cinci țări din producția de energie nucleară sunt următoarele:

1. SUA.
2. Franța.
3. Japonia.
4. Rusia.
5. Coreea de Sud.

În același timp, Statele Unite ale Americii, care produc aproximativ 864 miliarde kWh pe an, produc până la 20% din energia electrică mondială.

În total, 31 de state exploatează centrale nucleare în lume. Dintre toate continentele planetei, doar două (Antarctica și Australia) sunt complet lipsite de energie atomică.

Până în prezent, există 388 de reactoare nucleare în lume. Este adevărat că 45 dintre aceștia nu au produs deja electricitate timp de un an și jumătate. Majoritatea reactoarelor nucleare sunt situate în Japonia și Statele Unite. Geografia lor completă este reprezentată pe următoarea hartă. Țările verzi sunt țările desemnate cu reactoare nucleare care operează, fiind indicat și numărul lor într-un anumit stat.

Dezvoltarea energiei nucleare în diferite țări

În general, începând din 2014, a existat o scădere generală a dezvoltării energiei nucleare. Liderii în construcția noilor reactoare nucleare sunt trei țări: Rusia, India și China. În plus, o serie de state care nu au centrale nucleare intenționează să le construiască în viitorul apropiat. Acestea includ Kazahstan, Mongolia, Indonezia, Arabia Saudită și o serie de țări din Africa de Nord.

Pe de altă parte, un număr de state au stabilit un curs pentru o reducere treptată a numărului de centrale nucleare. Acestea includ Germania, Belgia și Elveția. În unele țări (Italia, Austria, Danemarca, Uruguay), energia nucleară este interzisă la nivel legislativ.

Principalele probleme ale ingineriei energetice nucleare

Odată cu dezvoltarea energiei nucleare, există o problemă de mediu semnificativă. Aceasta este așa-numita poluare termică a mediului. Astfel, potrivit multor experți, centralele nucleare produc mai multă căldură decât centralele termice de aceeași capacitate. Mai ales periculos este contaminarea termică a apei care deranjează condiții naturale viața organismelor biologice și duce la moartea multor specii de pești.

O altă problemă acută referitoare la energia nucleară se referă la securitatea nucleară în general. Pentru prima oară, omenirea a considerat serios această problemă după dezastrul de la Cernobîl din 1986. Principiul de funcționare al centralei nucleare de la Cernobîl nu a fost foarte diferit de cel al altor centrale nucleare. Cu toate acestea, aceasta nu la salvat de la un accident major și grav, care a avut consecințe foarte grave pentru întreaga Europă din Europa de Est.

Iar pericolul energiei nucleare nu se limitează doar la posibilele accidente tehnologice. Deci, apar mari probleme cu eliminarea deșeurilor nucleare.

Avantajele energiei nucleare

Cu toate acestea, susținătorii dezvoltării energiei nucleare numesc, de asemenea, avantajele evidente ale centralelor nucleare. Astfel, în special, Asociația Nucleară Mondială a publicat recent raportul său cu date foarte interesante. Potrivit acestuia, numărul victimelor umane care însoțesc producția unui gigawatt de energie electrică la centralele nucleare este de 43 de ori mai mic decât în ​​centralele termice tradiționale.

Există și alte avantaje, nu mai puțin importante. Și anume:

• ieftinitatea producției de energie electrică;
• curățenia ecologică a energiei nucleare (cu excepția poluării cu apă termală);
• lipsa unei georeferențiale stricte a centralelor nucleare la surse mari de combustibil.

În loc să încheiem

În 1950 a fost construit prima instalație nucleară din lume. Principiul funcționării centralelor nucleare este de a diviza atomul cu un neutron. Ca urmare a acestui proces, se eliberează o cantitate imensă de energie.

Se pare că energia nucleară reprezintă un beneficiu excepțional pentru omenire. Cu toate acestea, istoria a demonstrat altfel. În special, două tragedii majore - accidentul de la centrala nucleară sovietică Cernobâl din 1986 și accidentul de la centrala japoneză Fukushima-1 în 2011 - a demonstrat pericolele reprezentate de atomul „pașnică“. Și multe țări ale lumii au început astăzi să se gândească la abandonarea parțială sau chiar completă a energiei nucleare.