АЕЦ: принципът на работа и устройството. История на АЕЦ

В средата на двадесети век най-добрите умове на човечеството работеха усърдно на две задачи: създаването на атомна бомба и също така как човек може да използва енергията на атома за мирни цели. Така че имаше първите атомни електроцентрали в света. Какъв е принципът на работа на атомните електроцентрали? И къде в света са най-големите от тези електроцентрали, разположени?

История и особености на ядрената енергетика

"Енергията е всичко до главата" - така можете да перифразирате известна поговорка, като се има предвид обективната реалност на 21-ви век. С всеки нов кръг на технологичния прогрес човечеството се нуждае все повече от него. Днес енергията на "мирния атом" се използва активно в икономиката и производството, а не само в енергийния сектор.

Електроенергията, произвеждана в така наречените атомни електроцентрали (принципът на който е много опростен в природата), се използва широко в промишлеността, изследването на космоса, медицината и селското стопанство.

Ядрената енергия е индустрията на тежката промишленост, която извлича топлина и електричество от кинетичната енергия на един атом.

Кога се появиха първите атомни електроцентрали? Принципът на работа на такива електроцентрали, съветските учени учи в 40-те. Между другото, паралелно те изобретяваха и първата атомна бомба. По този начин атомът е бил "мирен" и смъртоносен.

През 1948 г. IV Курчатов предложи съветското правителство да започне да извършва пряка работа по добиването на атомна енергия. Две години по-късно в Съветския съюз (в град Обнск, регион Калуга) започва изграждането на първата атомна електроцентрала на планетата.

Принцип на действие на всички атомни електроцентрали това е подобно, но не е трудно да го разберем. Това ще бъде обсъдено по-късно.

АЕЦ: принципът на действие (снимка и описание)

В основата на работата на всяка ядрена централа е мощна реакция, която се случва, когато ядрен делене атом. В този процес най-често участващите атоми са уран-235 или плутоний. Ядрото на атомите разделя неутрона, който пада в тях отвън. В този случай възникват нови неутрони, както и фрагменти от делене, които имат огромна кинетична енергия. Тази енергия е основният и ключов продукт на всяка атомна електроцентрала

Така че е възможно да се опише принципът на работа на атомния електроцентралов реактор. В следващата снимка можете да видите как изглежда отвътре.

Има три основни типа ядрени реактори:

• реактор с голям капацитет (съкратен като RBMK);
• водно-воден реактор (VVER);
• бърз неутронен реактор (BN).

Струва си да се опише принципът на действие на АЕЦ като цяло. За това как работи, ще бъде обсъдено в следващата статия.

Принцип на действие на атомната електроцентрала (схема)

Атомната електроцентрала работи при определени условия и в стриктно предписани режими. с изключение на ядрен реактор (една или няколко) структурата на АЕЦ включва други системи, специални съоръжения и висококвалифициран персонал. Какъв е принципът на работа на атомната електроцентрала? Накратко може да се опише по следния начин.

Основният елемент на всяка ядрена централа е ядрен реактор, в който се извършват всички основни процеси. За какво се случва в реактора, ние написахме в предишния раздел. Ядрено гориво (като правило, най-често е уран) под формата на малки черни таблетки, хранени в този огромен съд.

Енергията, освободена по време на реакции, настъпващи в атомен реактор, се превръща в топлина и се прехвърля на топлинния носител (обикновено вода). Струва си да се отбележи, че охладителят в този процес получава определена доза радиация.

След това топлината от охлаждащата течност се прехвърля в обикновена вода (чрез специални устройства - топлообменници), които в резултат на това се затоплят. Водната пара, образуваща в този случай, върти турбината. Генераторът е свързан към генератора, който генерира електрическа енергия.

По този начин, според принципа на експлоатацията на АЕЦ, то е същата топлоелектрическа централа. Единствената разлика е в каква форма се образува пара.

География на ядрената енергетика

Първите пет държави в производството на ядрена енергия са:

1. САЩ.
2. Франция.
3. Япония.
4. Русия.
5. Южна Корея.

В същото време Съединените американски щати, които произвеждат около 864 милиарда kWh годишно, произвеждат до 20% от световната електроенергия.

Общо 31 държави използват атомни електроцентрали в света. От всички континенти на планетата само две (Антарктика и Австралия) са напълно свободни от атомна енергия.

Към днешна дата има 388 ядрени реактора в света. Вярно е, че 45 от тях вече не са произвеждали електричество за година и половина. Повечето ядрени реактори се намират в Япония и Съединените щати. Пълната им география е представена на следната карта. Зелените държави са определени страни с оперативни ядрени реактори, като общият им брой в определена държава също е посочен.

Развитие на ядрената енергетика в различни страни

Като цяло, от 2014 г. насам е имало общ спад в развитието на ядрената енергетика. Лидерите в изграждането на нови ядрени реактори са три страни: Русия, Индия и Китай. Освен това редица държави, които нямат атомни електроцентрали, планират да ги построят в близко бъдеще. Те включват Казахстан, Монголия, Индонезия, Саудитска Арабия и редица държави в Северна Африка.

От друга страна, редица държави са поставили курс за постепенно намаляване на броя на атомните електроцентрали. Те включват Германия, Белгия и Швейцария. И в някои страни (Италия, Австрия, Дания, Уругвай) ядрената енергия е забранена на законодателно равнище.

Основните проблеми на ядрената енергетика

С развитието на ядрената енергия има един съществен екологичен проблем. Това е така нареченото топлинно замърсяване на околната среда. Така че, според много експерти, атомните електроцентрали произвеждат повече топлина от топлоелектрическите централи със същия капацитет. Особено опасно е термичното замърсяване на водата, която нарушава природни условия живота на биологичните организми и води до смъртта на много видове риби.

Друг остър проблем, свързан с ядрената енергетика, засяга ядрената сигурност като цяло. За първи път човечеството сериозно обмисля този проблем след бедствието в Чернобил от 1986 г. Принципът на действие на атомната електроцентрала в Чернобил не беше много по-различен от този на другите атомни електроцентрали. Това обаче не я спаси от сериозна и сериозна катастрофа, която имаше много сериозни последици за цяла Източна Европа.

И опасността от ядрена енергия не се ограничава само до възможни техногенни аварии. И така, възникват големи проблеми с изхвърлянето на ядрени отпадъци.

Предимства на ядрената енергия

Независимо от това, привържениците на развитието на ядрената енергия също така наричат ​​очевидните предимства на атомните електроцентрали. По този начин Световната ядрена асоциация наскоро публикува своя доклад с много интересни данни. Според него броят на човешките жертви, съпътстващи производството на един гигават електроенергия в атомните електроцентрали, е 43 пъти по-малък, отколкото в традиционните топлоелектрически централи.

Има и други, не по-маловажни предимства. А именно:

• евтиност на производството на електроенергия;
• екологична чистота на ядрената енергия (с изключение на замърсяването с термична вода);
• липсата на строго геореференция на атомните електроцентрали към големи източници на гориво.

Вместо да приключи

През 1950 г. е построена първата атомна електроцентрала в света. Принципът на действие на атомните електроцентрали е да раздели атома с неутрон. В резултат на този процес се освобождава огромно количество енергия.

Изглежда ядрената енергия е изключителна полза за човечеството. Историята обаче е доказала нещо друго. По-специално, двата големи трагедии - аварията в атомната електроцентрала в Чернобил в Съветския през 1986 г. и аварията в японската АЕЦ Фукушима-1 през 2011 г. - демонстрира опасностите, породени от "мирно" атом. И много страни по света днес започнаха да мислят за частично или дори цялостно изоставяне на ядрената енергия.