Cum funcționează o centrală nucleară (CNP).
Una dintre modalitățile de a lupta împotriva poluării mediului este trecerea la surse mai curate de energie electrică. Aceste surse de astăzi includ pe bună dreptate centrale nucleare (CNP)… Numai în Europa, datorită centralelor nucleare, peste jumătate de miliard de tone de dioxid de carbon NU sunt eliberate în atmosferă în fiecare an, ceea ce cu siguranță ar deveni o sursă serioasă de poluare dacă energia ar fi obținută prin arderea hidrocarburilor.
Datorită centralelor nucleare care funcționează 24/7, multe case și întreprinderi din întreaga lume sunt alimentate în mod continuu cu energie electrică. În plus, stațiile angajează mulți specialiști și acestea sunt locuri de muncă bine plătite.
Ce este o centrală nucleară? Să aflăm cum funcționează și cum funcționează.
Centralele nucleare (CNP) sunt un tip centrale termice.
Sursa de energie termică la aceste stații este procesul de fisiune nucleară a atomilor de uraniu și plutoniu, care sunt principala sursă de combustibil nuclear realizat în reactoarele nucleare.Lichidul de răcire folosit este apa sau gazele pompate prin canalele reactorului și generatoarele de abur. Aburul rezultat este alimentat către turbinele cu abur care antrenează generatoarele, la fel ca în centralele termice convenționale.
Prima centrală nucleară din lume a fost construită în URSS în 1954.
Orice centrală nucleară este un complex complex de echipamente, dispozitive și structuri, al cărui scop este de a genera energie electrică, iar o substanță specială servește ca combustibil aici - uraniu-235… În procesul de fisiune a nucleelor de uraniu-235, se eliberează o cantitate imensă de energie nucleară, care este ușor transformată în căldură și căldură în electricitate.
Cancelar nuclear — inima unei centrale nucleare, deoarece este încărcată cu combustibil nuclear și are loc o reacție controlată de fisiune în lanț a uraniului-235 în interiorul reactorului. Neutronii acționează asupra nucleelor instabile de uraniu-235, determinându-i să se descompună și să elibereze energie.
Concluzia este că în nucleul izotopului de uraniu-235 utilizat în reactor, trei neutroni nu sunt suficienți pentru stabilitate, prin urmare nucleul acestui element este foarte instabil și se împarte ușor în două părți, merită un neutron care zboară la o o anumită viteză, să-l lovească.
De îndată ce un astfel de neutron intră într-un nucleu instabil, se dezintegrează eliberând energie, dar în același timp 2-3 neutroni noi zboară din nucleul deja degradat, ei despart alte nuclee etc. — așa are loc reacția în lanț a fisiunii din nucleele de uraniu-235. Și pentru a preveni o explozie, neutronii care acționează ca o siguranță trebuie controlați, fără a introduce prea mulți neutroni în combustibil.
În reactoarele nucleare echipate cu centrale electrice în funcțiune, energia este generată în elemente de combustibil (barele de combustibil). În cel mai simplu caz, un element de combustibil poate fi reprezentat ca o tijă (miez) care conține combustibil nuclear (de exemplu, dioxid de uraniu) și închis într-o placare de materiale structurale.
În timpul fisiunii nucleelor de uraniu, fragmentele sale zboară cu viteză mare, dar practic nu părăsesc miezul, deoarece încetinesc în interiorul acestuia, transferându-și energia atomilor și încălzind nucleul.
Căldura eliberată în miezul celulei de combustie este energia care este apoi transformată în electricitate în procesul complex de conversie a acesteia în sistemul schimbător de căldură-abur-turbină-generator.
Fragmentele de fisiune care se deplasează în miezul elementului combustibil „deplasează” atomii, perturbă structura cristalină a materialelor din care sunt fabricate și duc la o schimbare a proprietăților lor fizice. Cu cât elementul de combustibil funcționează mai mult în reactor, cu atât proprietățile miezului se schimbă mai mult, cu atât se acumulează mai multe fragmente radioactive în el.
Combustibilul este introdus în zona de lucru a reactorului în tuburi speciale, care sunt plasate într-un moderator capabil să transforme energia neutronilor în căldură. În retarder tije de scufundare din material care absoarbe neutroni pentru controlează foarte precis viteza reacției... Cu cât tijele sunt ridicate mai mult, cu atât mai mulți neutroni acționează asupra combustibilului, respectiv, cu cât sunt mai jos în reactor, cu atât reacția se desfășoară mai puțin intens.
Schema de funcționare a unei centrale nucleare cu reactor de apă sub presiune cu dublă buclă (VVER).
Din punct de vedere geografic, reactorul este situat în sala reactorului clădirii principale a CNE, există și un bazin de stocare a combustibilului nuclear, precum și o mașină de încărcare. Zona de lucru în care are loc efectiv reacția este ridicată într-un puț special din beton dotat cu sistem de control (pentru a selecta modul de funcționare) și protecție, astfel încât în caz de urgență reacția să poată fi oprită rapid.
Căldura din zona de lucru a unui reactor nuclear este îndepărtată folosind un lichid de răcire lichid sau gazos care trece direct prin zona de lucru a reactorului. Căldura acumulată de agentul de încălzire este apoi transferată în apa din generatorul de abur unde este generat aburul.
Aburul sub presiune enormă își transmite energia mecanică turbina generatoarecare generează energie electrică care este apoi transmisă a liniilor electrice (linii electrice) — către consumatori. Turbina împreună cu generatorul de abur sunt instalate în hala de turbine, din care curentul electric este trimis prin fire la transformator și apoi la linia de alimentare.
Pe teritoriul centralei nucleare există și o clădire în care combustibilul uzat este depozitat în bazine. Iar tuburile mari sub forma de turnuri, ingustate in varf, sunt turnuri de racire - elemente ale unui sistem de racire circulant care include si un iaz de racire (rezervor natural sau artificial) si bazine de pulverizare.
Apropo, deșeurile generate în urma reacției sunt parțial reciclate, iar restul sunt depozitate în recipiente speciale care protejează conținutul de pătrunderea în mediu. Astfel, astăzi energia nucleară este prietenoasă cu mediul.Iar centralele nucleare în sine nu produc emisii nocive în atmosferă, fiind în același timp destul de compacte și sigure.
Vezi si: