Атомные электростанции принцип работы
Опубликовано: 19.12.2017
До начала повествования о принципе работы современных атомных электростанций(АЭС) . нужно сказать несколько слов о ядерной реакции, которая позволяет человеку выработать электроэнергию. В 1938 году Ирен Кюри произвела бомбардировку урана нейтронами и обнаружила новый изотоп. Но известные физики того времени не поверили ей, хотя через год Химик Отто Ганн, схожим путем получил радиоактивный барий.
При бомбардировке нейтронами атомных ядер образуются нейтроны и протоны. Самое удивительное то, что сумма их масс превышает массу атомных ядер, которые они образуют. Все дело в том, что при объединении протоны и нейтроны теряют энергию, а значит и массу. Причем уменьшение массы одного единственного атомного ядра всего лишь на один грамм, может сравниться по количеству тепловой энергии с сжиганием 280-300 вагонов каменного угля. Согласитесь, иметь такую энергию и не воспользоваться ей это преступление. Но не будет ли вскрытие ядра атома, похожим на открытие ящика Пандоры? Давайте попытаемся разобраться с этим.
Впервые цепная ядерная реакция была осуществлена группой ученых под руководством Энрико Ферми в 1942 году. Мощность реактора была всего лишь 20 кВт. Через 12 лет после этого события в городе Обнинск заработала первая в мире промышленная атомная электростанция.
Название ядерной реакции – цепная не случайно. При распаде атомных ядер высвобождались 2-3 нейтрона, которые не образовывали новых ядер, а наоборот разбивали другие. Одного нейтрона хватает для того чтобы расщепить еще одно ядро. Представьте что получиться, если не регулировать этот процесс. Такая цепная реакция может создать мощнейший взрыв.
Для регулировки цепной реакции был сконструирован ядерный реактор. Изобретателем такой чудо-машины считают Фредерика Жолио-Кюри, мужа Ирен Кюри.
Сегодня распространены 4 вида ядерных реакторов: водо-водяные, уран-графитовые, газо-графитовые и тяжеловодные. Разделение конструкций реакторов происходит по двум признакам: по теплоносителю и замедлителю нейтронов. В нашей стране большое распространение получил первый тип ядерных реакторов, где в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов выступала обычная (ее еще называют легкая) вода.
Водо-водяной реактор состоит из двух, непересекающихся контуров. Первый контур это и есть реактор, в котором загружено ядерное топливо. Кроме того, в этот же контур включается парогенератор и насосы, которые позволяют перекачивать воду, находящуюся под давлением.
В первом контуре водо-водяного реактора вода разогревается до 320˚C, жидкое состояние воды поддерживается за счет давления в 16 МПа.
Вода, нагретая за счет реакции деления ядер атомов, двигается по трубам к парогенератору. Там она, превращаясь в пар и подогревает коллектор с водой второго контура. Благодаря такой технологии радиоактивная вода не попадает во второй контур.
Нагретая паром первого контура вода, попадает в парогенератор 2 контура, где ее температура равна 280˚ C, а давление 6,4 МПа. В таком состоянии пар продолжает двигаться по трубам второго контура и достигает турбины, при раскручивании которой образовывается электричество.
Как видите все просто. Но при слове атомная электростанция нас бросает в дрожь. Люди считают, что развивая атомную электроэнергетику, они сами залезают на бочки с порохом. Виной тому крупнейшие аварии на Чернобыльской АЭС и на Фукусиме-1. Чтоб немного успокоить противников мирного атома скажем, что конструкция реактора на Чернобыльской АЭС использовала графитовые стержни в качестве замедлителя реакции. У водо-водяного реактора таких проблем не может быть.Что касается Фукусимы-1, то для экономии ее построили рядом с бесплатным источником охлаждающей воды. Но вода сыграла злую шутку, обрушившись на АЭС гигантской волной.
Современная атомная энергетика должна и будет развиваться, так как это дешевый источник электроэнергии, к тому же в некоторых местах альтернативы АЭС просто нет. Что касается космических разработок, то и там без атомной энергетики ни куда. Например, на марсоходе Curiosity был установлен портативный ядерный реактор для выработки электроэнергии, так как на Красной планете затруднительно из-за пыли использовать солнечные батареи. Кроме того, как это не покажется странным, выработка электроэнергии на атомных электростанциях не загрязняет окружающую среду, как это делают угольные электростанции.
Pop Hi-Tech >, Энергетика >, Принцип работы АЭС (Атомной электростанции)
