Hvordan et atomkraftværk (NPP) fungerer
En af måderne at bekæmpe miljøforurening på er at skifte til renere elektricitetskilder. Disse kilder omfatter i dag med rette atomkraftværker (NPP)… Alene i Europa bliver der, takket være atomkraftværker, IKKE frigivet mere end en halv milliard tons kuldioxid til atmosfæren hvert år, hvilket helt sikkert ville blive en alvorlig kilde til forurening, hvis energien blev opnået ved at brænde kulbrinter.
Takket være atomkraftværker, der fungerer 24/7, forsynes mange hjem og virksomheder rundt om i verden kontinuerligt med elektricitet. Desuden beskæftiger stationerne mange specialister, og disse er anstændigt betalte job.
Hvad er et atomkraftværk? Lad os finde ud af, hvordan det virker, og hvordan det virker.
Atomkraftværker (NPP) er en type termiske kraftværker.
Kilden til termisk energi på disse stationer er processen med nuklear fission af uran- og plutoniumatomer, som er hovedkilden til nukleart brændsel udført i atomreaktorer.Det anvendte kølemiddel er vand eller gasser, der pumpes gennem reaktorkanalerne og dampgeneratorerne. Den resulterende damp føres til dampturbiner, der driver generatorer, ligesom i konventionelle termiske kraftværker.
Verdens første atomkraftværk blev bygget i USSR i 1954.
Ethvert atomkraftværk er et komplekst kompleks af udstyr, enheder og strukturer, hvis formål er at generere elektrisk energi, og et særligt stof tjener som brændstof her - uran-235… I processen med fission af uran-235 kerner frigives en enorm mængde kerneenergi, som let omdannes til varme og varme til elektricitet.
Atomkansler — hjertet af et atomkraftværk, da det er fyldt med nukleart brændsel, og en kontrolleret fissionskædereaktion af uran-235 finder sted inde i reaktoren. Neutroner virker på ustabile uran-235 kerner, hvilket får dem til at henfalde og frigive energi.
Konklusionen er, at i kernen af uran-235 isotopen, der bruges i reaktoren, er tre neutroner ikke nok til stabilitet, derfor er kernen i dette element meget ustabil og splittes let i to dele, det er værd at en neutron flyver på en vis fart, for at ramme ham.
Så snart en sådan neutron kommer ind i en ustabil kerne, henfalder den og frigiver energi, men samtidig flyver 2-3 nye neutroner ud af den allerede henfaldne kerne, de spalter andre kerner mv. — sådan opstår kædereaktionen af fission fra uran-235 kerner. Og for at forhindre en eksplosion, skal neutronerne, der fungerer som en sikring, kontrolleres - ikke tilføre for mange neutroner i brændstoffet.
I atomreaktorer udstyret med driftskraftværker genereres energi i brændselselementer (brændselsstave). I det enkleste tilfælde kan et brændselselement repræsenteres som en stang (kerne) indeholdende nukleart brændsel (for eksempel urandioxid) og indesluttet i en beklædning af konstruktionsmaterialer.
Under fissionen af urankerner flyver dens fragmenter af med høj hastighed, men forlader praktisk talt ikke kernen, da de bremser inde i den, overfører deres energi til atomerne og opvarmer kernen.
Den varme, der frigives i brændselscellens kerne, er den energi, der derefter omdannes til elektricitet i den komplekse proces med dens omdannelse i varmeveksler-dampturbine-generatorsystemet.
Spaltningsfragmenterne, der bevæger sig i kernen af brændselselementet, "fortrænger" atomerne, forstyrrer krystalstrukturen af de materialer, de er lavet af, og fører til en ændring i deres fysiske egenskaber. Jo længere brændselselementet arbejder i reaktoren, jo mere ændrer kernens egenskaber sig, jo flere radioaktive fragmenter ophobes i den.
Brændstoffet indføres i reaktorens arbejdszone i specielle rør, som er placeret i en moderator, der er i stand til at omdanne neutronenergi til varme. I retarderen dyppestænger lavet af neutronabsorberende materiale til styre reaktionshastigheden meget præcist... Jo højere stængerne hæves, jo flere neutroner virker henholdsvis på brændstoffet, jo lavere de sænkes ned i reaktoren, jo mindre intensivt forløber reaktionen.
Driftsplan for et dobbeltsløjfe trykvandsreaktor (VVER) atomkraftværk
Geografisk er reaktoren placeret i reaktorhallen i NPP's hovedbygning, er der også en pool til opbevaring af nukleart brændsel samt en læssemaskine. Arbejdsområdet, hvor reaktionen faktisk finder sted, er opstillet i en speciel betonskakt udstyret med kontrolsystem (for at vælge driftstilstand) og beskyttelse, så reaktionen i nødstilfælde hurtigt kan stoppes.
Varmen fra arbejdszonen i en atomreaktor fjernes ved hjælp af et flydende eller gasformigt kølemiddel, der passerer direkte gennem reaktorens arbejdszone. Den varme, der ophobes af varmemediet, overføres derefter til vandet i dampgeneratoren, hvor der dannes damp.
Damp under enormt tryk overfører sin mekaniske energi turbine generatorsom genererer elektricitet, som derefter overføres af elledninger (strømledninger) — til forbrugerne. Turbinen sammen med dampgeneratoren er installeret i turbinehallen, hvorfra elektriciteten sendes med ledninger til transformeren og derefter til elledningen.
På atomkraftværkets område er der også en bygning, hvor det brugte brændsel opbevares i bassinerne. Og de store rør i form af tårne, indsnævret i toppen, er køletårne - elementer af et cirkulerende kølesystem, der også omfatter en køledam (naturligt eller kunstigt reservoir) og sprøjtebassiner.
Affaldet, der dannes efter reaktionen, bliver i øvrigt delvist genbrugt, og resten opbevares i særlige beholdere, der beskytter indholdet mod at komme ud i miljøet. I dag er atomenergi således miljøvenligt.Og atomkraftværker producerer ikke i sig selv skadelige emissioner til atmosfæren, samtidig med at de er ret kompakte og sikre.
Se også: