НУКЛЕАРНА ЕЛЕКТРАНА: УРЕЂАЈ И ПРИНЦИП РАДА НУКЛЕАРНЕ ЕЛЕКТРАНЕ, КАКО СУ УРЕЂАЈИ УРЕЂЕНИ, ПОПИС ОПРЕМЕ И СХЕМА АКЦИЈА, НЕСРЕЋА И СУДАРА

НПП: од прошлости до данас

Нуклеарна електрана је предузеће које представља комбинацију опреме и постројења за производњу електричне енергије. Специфичност ове инсталације лежи у начину добијања топлоте. Температура потребна за производњу електричне енергије настаје у процесу распадања атома.

Улога горива за нуклеарне електране најчешће се врши уранијумом са масеним бројем 235 (235У). Управо зато што је овај радиоактивни елемент у стању да подржи нуклеарну ланчану реакцију, користи се у нуклеарним електранама и користи се у нуклеарном оружју.

Земље са највећим бројем нуклеарних електрана

Највеће нуклеарне електране на свету

Данас постоји 192 нуклеарне електране које раде у 31 земљи света, користећи 451 нуклеарни реактор са укупним капацитетом од 394 ГВ. Велика већина нуклеарних електрана налази се у Европи, Сјеверној Америци, Далеком истоку и на територији бившег СССР-а, док у Африци готово да и нема, ау Аустралији и Океанији их уопће нема. Још 41 реактор није производио електричну енергију од 1,5 до 20 година, а 40 их је у Јапану.

У протеклих 10 година у свијету је пуштено у погон 47 енергетских јединица, готово све су лоциране у Азији (26 у Кини) или у источној Европи. Две трећине реактора који се тренутно граде налазе се у Кини, Индији и Русији. ПРЦ проводи најамбициознији програм за изградњу нових нуклеарних електрана, још десетак земаља широм свијета граде НЕ или развијају пројекте за њихову изградњу.

Поред САД, листа најнапреднијих земаља у области нуклеарне енергије укључује:

Француска;
Јапан;
Русија;
Јужна Кореја.

Русија је 2007. године почела да гради прву плутајућу нуклеарну електрану на свету, чиме је омогућила да реши проблем несташице енергије у удаљеним обалним подручјима земље.^[12]. Изградња је била закашњела. Према различитим проценама, прва плутајућа нуклеарна електрана ће радити 2018-2019.
Неколико земаља, укључујући Сједињене Државе, Јапан, Јужну Кореју, Русију, Аргентину, развијају мини-нуклеарне електране са капацитетом од око 10-20 МВ за потребе снабдијевања топлотом и електричном енергијом појединих индустрија, стамбених комплекса, ау будућности и појединачних кућа. Претпоставља се да се мали реактори (види, на пример, Хиперион НПП) могу створити употребом сигурних технологија које опетовано смањују могућност цурења нуклеарне материје^[13]. У Аргентини је у току изградња једног малог реактора ЦАРЕМ25. Прво искуство употребе мини-нуклеарних електрана добило је СССР (Билибино НПП).

Принцип рада нуклеарних електрана

Принцип рада нуклеарне електране заснива се на раду нуклеарног (понекад названог атомског) реактора - посебног дизајна у којем се раздвајање атома одвија уз ослобађање енергије.

Постоје различите врсте нуклеарних реактора:

ПХВР (познат и као "реактор за тешку воду под притиском") примарно се користи у Канади и индијским градовима. Заснована је на води, чија је формула Д2О. Он обавља функцију и расхладног средства и модератора неутрона. Ефикасност је близу 29%;
ВВЕР (водено хлађени енергетски реактор). Тренутно, ВВЕР-ови раде само у ЦИС-у, посебно у моделу ВВЕР-100. Реактор има ефикасност од 33%;
ГЦР, АГР (графитна вода). Течност која се налази у таквом реактору делује као расхладно средство. У овом дизајну, модератор неутрона је графит, отуда и име. Ефикасност је око 40%.

Према принципу уређаја, реактори се деле на:

ПВР (водени реактор под притиском) - је пројектован тако да вода под одређеним притиском успорава реакцију и доводи топлоту;
БВР (пројектован тако да се пара и вода налазе у главном дијелу уређаја без воденог круга);
РБМК (каналски реактор са посебно великим капацитетом);
БН (систем ради због брзе размене неутрона).

Структура и структура нуклеарне електране. Како ради нуклеарна електрана?

НПП девице

Типична нуклеарна електрана састоји се од блокова, унутар којих се налазе различити технички уређаји. Најзначајнији од ових јединица је комплекс са реакторском хали, који обезбеђује функционалност целокупне НЕ. Састоји се од следећих уређаја:

реактор;
базена (у њој се складишти нуклеарно гориво);
машине за пуњење горива;
Контролна соба (контролни панел у блоковима, уз помоћ оператера може да посматра процес нуклеарне фисије).

Ова зграда је праћена ходником. Опремљен је парним генераторима и главна је турбина. Одмах иза њих су кондензатори, као и далеководи струје који се протежу изван граница територије.

Између осталог, постоји јединица са базенима за истрошено гориво и специјалне јединице за хлађење (називају се расхладни торњеви). Осим тога, за хлађење се користе базени за прскање и природни резервоари.

Принцип рада нуклеарних електрана

На свим НЕ без изузетка постоје 3 фазе конверзије електричне енергије:

нуклеарни са преласком на топлоту;
термички, претварајући се у механички;
механичка, претворена у електричну.

Уран предаје неутроне, што доводи до ослобађања топлоте у великим количинама. Врућа вода из реактора пумпа се кроз пумпе преко генератора паре, где одводи нешто топлоте и поново се враћа у реактор. Пошто је ова вода под високим притиском, она остаје у течном стању (у савременим ВВЕР реакторима око 160 атмосфера на ~ 330 ° Ц^[7]). У генератору паре, ова топлота се преноси у воду секундарног круга, који је под знатно нижим притиском (пола притиска примарног круга и мање), па се ври. Резултирајућа пара улази у парну турбину, која ротира генератор, а затим у кондензатор, гдје се пара хлади, кондензира и поново улази у генератор паре. Кондензатор се хлади водом из вањског отвореног извора воде (на примјер, рибњак за хлађење).

И прво и друго коло су затворене, што смањује вероватноћу цурења радијације. Димензије структура примарног круга су минимизиране, што такође смањује ризик од зрачења. Парна турбина и кондензатор не ступају у интеракцију са водом примарног круга, што олакшава поправке и смањује количину радиоактивног отпада током демонтаже станице.

Заштитни механизми НПП

Све нуклеарне електране су нужно опремљене интегрисаним сигурносним системима, на пример:

локализовање - ограничити ширење штетних материја у случају незгоде која резултира ослобађањем зрачења;
обезбјеђење - служи одређену количину енергије за стабилан рад система;
менаџери - служе да осигурају да сви заштитни системи функционишу нормално.

Поред тога, реактор се може срушити у хитним случајевима. У том случају, аутоматска заштита ће прекинути ланчане реакције ако температура у реактору настави да расте. Ова мјера ће касније захтијевати озбиљне рестаураторске радове како би се реактор вратио у погон.

Након што се догодила опасна несрећа на нуклеарној електрани Чернобил, чији се узрок показао као несавршена конструкција реактора, почели су више пажње посвећивати заштитним мјерама, те су извршили пројектне радове како би се осигурала већа поузданост реактора.

Катастрофа КСКСИ века и њене последице

Фукусхима-1

У марту 2011. године, сјевероисточно од Јапана погодио је земљотрес који је изазвао тсунами, који је на крају оштетио 4 од 6 реактора нуклеарне електране Фукусхима-1.

Мање од двије године након трагедије, званични број погинулих у несрећи прешао је 1.500, док је 20.000 још увијек нестало, а још 300.000 становника било је присиљено да напусти своје домове.

Било је жртава које нису могле да напусте место догађаја због велике дозе зрачења. За њих је организована тренутна евакуација, која је трајала 2 дана.

Ипак, сваке године се побољшавају методе спречавања несрећа на нуклеарним електранама, као и неутрализација ванредних ситуација - наука стално напредује. Ипак, будућност ће очигледно постати врхунац алтернативних начина за производњу електричне енергије - посебно је логично очекивати појаву орбиталних соларних ћелија великих димензија у наредних 10 година, што је сасвим могуће у безтежним условима, као и другим технологијама, укључујући револуционарне енергетске технологије.