Atomkraftverk. Atomkraftverk i Ukraina. Kjernekraftverk i Russland

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Menneskehetens moderne energibehov vokser i et gigantisk tempo. Dens forbruk for belysning av byer, for industrielle og andre behov i den nasjonale økonomien øker. Følgelig slippes mer og mer sot fra forbrenning av kull og fyringsolje ut i atmosfæren, og drivhuseffekten øker. I tillegg har det de siste årene blitt snakket mer og mer om introduksjon av elbiler, som også vil bidra til økningen i strømforbruket.

Dessverre er ikke miljøvennlige HPP i stand til å dekke slike gigantiske behov, og en ytterligere økning i antall termiske kraftverk og termiske kraftverk er rett og slett ikke tilrådelig. Hva skal man gjøre i dette tilfellet? Og det er ikke så mye å velge mellom: atomkraftverk, hvis de drives riktig, er en utmerket vei ut av energisperringen.

Til tross for det som skjedde i Tsjernobyl, til og medMed tanke på de nylige feilene til japanerne, erkjenner forskere over hele verden at det fredelige atomet er den eneste løsningen på den nærmer seg energikrisen i dag. Mye annonserte alternative energikilder gir ikke engang en hundredel av mengden elektrisitet som verden trenger hver dag.

Dessuten forårsaket ikke eksplosjonen av atomkraftverket i Tsjernobyl engang en hundredel av skaden på miljøet, noe som er notert selv med en katastrofe på en oljeplattform. BP-hendelsen er en klar bekreftelse på dette.

Prinsippet for drift av en atomreaktor

Kilden til varme er brenselelementer - TVEL. Faktisk er dette rør laget av zirkoniumlegering, som er litt utsatt for degenerasjon selv i sonen med aktiv fisjon av atomer. Inni er plassert tabletter av urandioksid eller korn av en legering av uran og molybden. Inne i reaktoren er disse rørene satt sammen til enheter, som hver inneholder 18 brenselelementer.

Tot alt kan det bli nesten to tusen monteringer, og de er plassert i kanaler inne i grafittmurverket. Den frigjorte varmen samles opp ved hjelp av en kjølevæske, og i moderne kjernekraftverk er det to sirkulasjonskretser. I den andre av dem samhandler ikke vann med reaktorkjernen på noen måte, noe som øker sikkerheten til strukturen som helhet betydelig. Selve reaktoren er plassert i en sjakt, og en spesiell kapsel er laget for grafittmur av samme zirkoniumlegering (30 mm tykk).

Hele strukturen hviler på en ekstremt massiv base av høyfast betong, som bassenget er plassert under. Det tjener til å avkjøle kjernefysiske atomerdrivstoff i tilfelle en ulykke.

Driftsprinsippet er enkelt: brenselelementer varmes opp, varmen fra dem overføres til den primære kjølevæsken (flytende natrium, deuterium), hvoretter energien overføres til sekundærkretsen, i hvilken vann sirkulerer under enormt press. Det koker umiddelbart, og dampen snurrer turbinene til generatorene. Etter det kommer dampen inn i kondenseringsenhetene, blir igjen til en flytende tilstand, hvoretter den igjen sendes til sekundærkretsen.

History of Creation

I andre halvdel av 1940-tallet ble alle anstrengelser gjort i USSR for å lage prosjekter som involverte fredelig bruk av atomenergi. Den berømte akademikeren Kurchatov, som t alte på et vanlig møte i CPSUs sentralkomité, la frem et forslag om å bruke atomenergi til å generere elektrisitet, som landet, som kom seg etter en forferdelig krig, trengte sårt.

I 1950 begynte byggingen av et atomkraftverk (forresten det første i verden), som ble anlagt i landsbyen Obninskoye, i Kaluga-regionen. Fire år senere ble denne stasjonen, som hadde en kapasitet på 5 MW, vellykket lansert. Det unike med arrangementet ligger også i det faktum at landet vårt ble den første staten i verden som klarte å effektivt bruke atomet utelukkende til fredelige formål.

Fortsett arbeidet

Allerede i 1958 begynte arbeidet med utformingen av det sibirske kjernekraftverket. Designkapasiteten økte umiddelbart med 20 ganger, og utgjorde 100 MW. Men det unike med situasjonen ligger ikke engang i dette. Da stasjonen ble overlevert, var avkastningen 600 MW. Forskere i bare et parår har klart å forbedre prosjektet så mye, og ganske nylig virket en slik ytelse helt umulig.

Kjernekraftverk i unionens vidder ble imidlertid ikke verre enn sopp. Så, et par år etter det sibirske kjernekraftverket, ble Beloyarsk kjernekraftverk lansert. Snart ble det bygget en stasjon i Voronezh. I 1976 ble atomkraftverket Kursk satt i drift, hvis reaktorene ble seriøst modernisert i 2004.

Generelt ble atomkraftverk bygget på en planlagt måte gjennom hele etterkrigstiden. Bare Tsjernobyl-katastrofen kunne bremse denne prosessen.

Hvordan det var i utlandet

Det skal ikke antas at slike utbygginger utelukkende ble utført i vårt land. Britene var godt klar over hvor viktige atomkraftverk kunne være, og arbeidet derfor aktivt i denne retningen. Så allerede i 1952 startet de sitt eget prosjekt for å utvikle og bygge atomkraftverk. Fire år senere ble byen Calder Hall den første engelske atombyen med eget kraftverk på 46 MW. I 1955 ble et atomkraftverk høytidelig tatt i bruk i den amerikanske byen Shippingport. Effekten var lik 60 MW. Siden den gang har atomkraftverk begynt sin triumfmarsj rundt om i verden.

Trusler mot fredelig atom

Den første euforien fra å temme atomet ble snart erstattet av angst og frykt. Selvfølgelig var atomkraftverket i Tsjernobyl den mest alvorlige katastrofen, men det var Mayak-anlegget, ulykker med atomreaktorer i atomubåter, samt andre hendelser, mange av dem vil vi sannsynligvis aldri få vite om. Konsekvensene av disse ulykkenetvang folk til å tenke på å heve kulturnivået i bruken av atomenergi. I tillegg innså menneskeheten igjen at de ikke var i stand til å motstå naturkreftene.

Mange lyskilder innen verdensvitenskapen har i lang tid diskutert hvordan man kan gjøre atomkraftverk sikrere. I Moskva i 1989 ble det innk alt til en verdensforsamling, basert på resultatene fra møtet ble det trukket konklusjoner om behovet for å radik alt skjerpe kontrollen over kjernekraft.

I dag overvåker globale samfunn nøye hvordan alle disse avtalene overholdes. Imidlertid kan ingen mengde observasjon og kontroll redde fra naturkatastrofer eller banal dumhet. Dette ble nok en gang bekreftet av ulykken ved Fukushima-1, som et resultat av at hundrevis av millioner tonn radioaktivt vann har sølt ut i Stillehavet. Generelt sett har ikke Japan, der atomkraftverket er det eneste middelet til å forsyne industriens og befolkningens gigantiske behov med elektrisitet, forlatt anleggsprogrammet for kjernekraftverk.

klassifisering

Alle kjernekraftverk kan klassifiseres i henhold til typen energi som produseres, så vel som i henhold til modellen til reaktoren deres. Sikkerhetsgrad, type konstruksjon, samt andre viktige parametere er også tatt i betraktning.

Slik er de klassifisert i henhold til typen energi som produseres:

• Atomkraftverk. Den eneste energien de genererer er elektrisitet.
• Kjernefysiske termiske kraftverk. I tillegg til elektrisitet genererer disse anleggene også varme, noe som gjør dem spesielt verdifulle for utplassering i nordlige byer. Der driften av et atomkraftverkgjør det mulig å kraftig redusere regionens avhengighet av drivstoffforsyninger fra andre regioner.

Brivstoffbruk og andre egenskaper

De vanligste er atomreaktorer som bruker anriket uran som brensel. Kjølevæsken er lettvann. Slike reaktorer kalles lettvannsreaktorer, og det finnes to typer av dem. I det første tilfellet dannes dampen som brukes til å rotere turbinene i reaktorkjernen.

For dannelse av damp i det andre tilfellet brukes et kjøleribbesystem, på grunn av hvilket vann ikke kommer inn i kjernen. Forresten begynte utviklingen av dette systemet allerede på 50-tallet av forrige århundre, og den amerikanske militære utviklingen fungerte som grunnlaget for det. Omtrent samtidig utviklet USSR en reaktor av den første typen, men med et modereringssystem, i rollen som grafittstaver ble brukt.

Slik fremsto den gasskjølte reaktoren, som brukes av mange atomkraftverk i Russland. Den raske akselerasjonen av konstruksjonen av stasjoner av denne spesielle modellen skyldtes det faktum at reaktorene produserte våpenkvalitetsplutonium som et biprodukt. I tillegg er selv vanlig naturlig uran, hvis forekomster i vårt land er svært store, egnet som brensel for denne sorten.

En annen type reaktor som er ganske utbredt over hele verden, er tungtvannsmodellen drevet av naturlig uran. Til å begynne med ble slike modeller laget av nesten alle land som hadde tilgang til atomreaktorer, meni dag er det bare Canada som er blant deres utnyttere, i tarmene som det er de rikeste forekomstene av naturlig uran.

Hvordan har reaktorer blitt forbedret?

For det første ble vanlig stål brukt til produksjon av drivstoffstavkledninger og sirkulasjonskanaler. På den tiden var det ennå ikke kjent om zirkoniumlegeringer, som er mye bedre egnet til slike formål. Reaktoren ble avkjølt med vann tilført under trykk på 10 atmosfærer.

Dampen som ble sluppet ut samtidig hadde en temperatur på 280 grader. Alle kanalene som drivstoffstavene var plassert i ble gjort avtakbare, siden de måtte skiftes ut relativt ofte. Faktum er at i aktivitetssonen til kjernebrensel blir materialer ganske raskt utsatt for deformasjon og ødeleggelse. Faktisk er de strukturelle elementene i kjernen designet for 30 år, men i slike tilfeller er optimisme uakseptabelt.

Drivstoffstenger

I dette tilfellet bestemte forskerne seg for å bruke en variant med ensidig rørkjøling. Denne designen reduserer dramatisk sjansene for at fisjonsprodukter kommer inn i varmevekslingskretsen selv i tilfelle skade på brenselelementet. Det samme kjernebrenselet er en legering av uran og molybden. Denne løsningen gjorde det mulig å lage relativt billig og pålitelig utstyr som kan fungere stabilt selv ved betydelig høye temperaturer.

Tsjernobyl

Merkelig som det kan virke, men det beryktede Tsjernobyl, hvis atomkraftverk ble et symbol på menneskeskapte katastrofer i forrige århundre, var en virkelig triumf for vitenskapen. På den tiden ble de mest avanserte teknologiene brukt i konstruksjonen og designen. Effekten til reaktoren alene nådde 3200 MW. Drivstoffet var også nytt: Anriket naturlig urandioksid ble brukt for første gang ved atomkraftverket i Tsjernobyl. Ett tonn slikt drivstoff inneholder bare 20 kilo uran-235. Tot alt ble 180 tonn urandioksid lastet inn i reaktoren. Det er fortsatt ikke kjent nøyaktig hvem og til hvilket formål som bestemte seg for å gjennomføre et eksperiment på stasjonen som var i strid med alle tenkelige sikkerhetsregler.

Atomkraftverk i Russland

Hvis det ikke var for Tsjernobyl-katastrofen, i vårt land (mest sannsynlig) ville programmet for den bredeste og mest utbredte byggingen av atomkraftverk fortsatt fortsette. I alle fall var dette tilnærmingen planlagt i USSR.

Generelt, umiddelbart etter Tsjernobyl, begynte mange programmer å bli massivt redusert, noe som umiddelbart førte til en økning i prisene for mange "miljøvennlige" varmebærere. I mange områder ble de tvunget til å gå tilbake til byggingen av termiske kraftverk, som (inkludert) til og med arbeider på kull, og fortsetter å forurense atmosfæren i store byer monstrøst.

På midten av 2000-tallet innså regjeringen likevel behovet for å utvikle atomprogrammet, siden uten det ville det rett og slett være umulig å gi mange regioner i landet vårt den nødvendige mengden energi.

Hvor mange atomkraftverk har vi i landet vårt i dag? Bare ti. Ja, dette er alle russiske atomkraftverk. Men selv dette tallet genererer mer enn 16 % av energien som forbrukesvåre innbyggere. Kapasiteten til alle de 33 kraftenhetene som opererer som en del av disse kjernekraftverkene er 25,2 GW. Nesten 37 % av elektrisitetsbehovet i våre nordlige regioner dekkes av kjernekraftverk.

En av de mest kjente er atomkraftverket i Leningrad, bygget tilbake i 1973. For tiden er intensiv bygging av andre trinn i gang, noe som vil tillate å øke utgangskapasiteten (4 tusen MW) minst to ganger.

ukrainske NPPs

Sovjetunionen gjorde mye, blant annet for utviklingen av energi i unionsrepublikkene. Dermed mottok Litauen på en gang ikke bare en utmerket infrastruktur og mange industribedrifter, men også Ignalina NPP, som frem til 2005 var en ekte "Pockmarked Chicken", som ga nesten hele den b altiske regionen billig (og sin egen!) Energi.

Men hovedgaven ble gitt til Ukraina, som fikk fire kraftverk på en gang. Zaporozhye NPP er generelt den kraftigste i Europa, og leverer 6 GW energi på en gang. Generelt gir Ukrainas atomkraftverk muligheten til selvstendig å forsyne seg med elektrisitet, noe Litauen ikke lenger kan skryte av.

Nå fungerer alle de samme fire stasjonene: Zaporozhye, Rivne, South-Ukrainian og Khmelnitsky. I motsetning til hva mange tror, fortsatte den tredje blokken av atomkraftverket i Tsjernobyl å operere frem til 2000, og forsynte området regelmessig med strøm. For øyeblikket produseres 46 % av all ukrainsk elektrisitet av ukrainske atomkraftverk.

Rare politiske ambisjoner fra myndighetene i landet førte til at det i 2011 bledet ble tatt en beslutning om å erstatte russiske drivstoffelementer med amerikanske. Eksperimentet mislyktes fullstendig, og nesten 200 millioner dollar i skade ble påført ukrainsk industri.

Prospekter

I dag blir fordelene med det fredelige atomet igjen husket over hele verden. En hel by kan forsynes med energi fra et lite og primitivt atomkraftverk, som forbruker ca. 2 tonn drivstoff per år. Hvor mye gass eller kull må brennes i løpet av samme periode? Så utsiktene for teknologien er enorme: tradisjonelle energityper vokser stadig i pris, og antallet synker.