Ako funguje jadrová elektráreň (JE).
Jedným zo spôsobov boja proti znečisťovaniu životného prostredia je prechod na čistejšie zdroje elektriny. Tieto zdroje dnes právom zahŕňajú jadrové elektrárne (JE)… Len v Európe sa vďaka jadrovým elektrárňam NEVYpúšťa do atmosféry ročne viac ako pol miliardy ton oxidu uhličitého, ktorý by sa určite stal vážnym zdrojom znečistenia, ak by sa energia získavala spaľovaním uhľovodíkov.
Vďaka jadrovým elektrárňam, ktoré sú v prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni, sú mnohé domácnosti a podniky po celom svete nepretržite zásobované elektrickou energiou. Navyše stanice zamestnávajú veľa špecialistov a sú to slušne platené práce.
Čo je jadrová elektráreň? Poďme zistiť, ako to funguje a ako to funguje.
Jadrové elektrárne (JE) sú typ tepelných elektrární.
Zdrojom tepelnej energie na týchto staniciach je proces jadrového štiepenia atómov uránu a plutónia, ktoré sú hlavným zdrojom jadrového paliva realizovaný v jadrových reaktoroch.Ako chladivo sa používa voda alebo plyny čerpané cez kanály reaktora a parogenerátory. Vzniknutá para sa privádza do parných turbín, ktoré poháňajú generátory, rovnako ako v klasických tepelných elektrárňach.
Prvá jadrová elektráreň na svete bola postavená v ZSSR v roku 1954.
Akákoľvek jadrová elektráreň je zložitý komplex zariadení, zariadení a štruktúr, ktorých účelom je vyrábať elektrickú energiu a ako palivo tu slúži špeciálna látka — urán-235… V procese štiepenia jadier uránu-235 sa uvoľňuje obrovské množstvo jadrovej energie, ktorá sa ľahko premieňa na teplo a teplo na elektrinu.
Jadrový kancelár — srdce jadrovej elektrárne, pretože je naložené jadrovým palivom a vo vnútri reaktora prebieha riadená štiepna reťazová reakcia uránu-235. Neutróny pôsobia na nestabilné jadrá uránu-235, čo spôsobuje ich rozpad a uvoľnenie energie.
Záverom je, že v jadre izotopu uránu-235 použitom v reaktore tri neutróny nestačia na stabilitu, preto je jadro tohto prvku veľmi nestabilné a ľahko sa rozdelí na dve časti, oplatí sa preletieť neutrónom určitú rýchlosť, aby ho zasiahol.
Len čo takýto neutrón vstúpi do nestabilného jadra, rozpadne sa za uvoľnenia energie, no zároveň z už rozpadnutého jadra vyletia 2-3 nové neutróny, rozštiepia ďalšie jadrá atď. — takto prebieha reťazová reakcia štiepenia jadier uránu-235. A aby sa predišlo výbuchu, neutróny pôsobiace ako poistka musia byť kontrolované – neprivádzať do paliva príliš veľa neutrónov.
V jadrových reaktoroch vybavených prevádzkovými elektrárňami sa energia vytvára v palivových článkoch (palivových tyčiach). V najjednoduchšom prípade môže byť palivový článok reprezentovaný ako tyč (jadro) obsahujúce jadrové palivo (napríklad oxid uraničitý) a uzavreté v plášti z konštrukčných materiálov.
Pri štiepení jadier uránu jeho úlomky odlietajú veľkou rýchlosťou, no jadro prakticky neopúšťajú, keďže sa v ňom spomaľujú, odovzdávajú svoju energiu atómom a jadro zahrievajú.
Teplo uvoľnené v jadre palivového článku je energia, ktorá sa následne premení na elektrickú energiu v zložitom procese jej premeny v systéme výmenník tepla – parná turbína – generátor.
Fragmenty štiepenia pohybujúce sa v jadre palivového prvku „vytláčajú“ atómy, narúšajú kryštálovú štruktúru materiálov, z ktorých sú vyrobené, a vedú k zmene ich fyzikálnych vlastností. Čím dlhšie palivový článok v reaktore pracuje, tým viac sa menia vlastnosti aktívnej zóny, tým viac rádioaktívnych fragmentov sa v nej hromadí.
Palivo sa zavádza do pracovnej zóny reaktora v špeciálnych rúrach, ktoré sú umiestnené v moderátore schopnom premieňať energiu neutrónov na teplo. V retardéri ponorné tyče vyrobené z materiálu absorbujúceho neutróny do veľmi presne kontrolovať rýchlosť reakcie... Čím vyššie sú tyče zdvihnuté, tým viac neutrónov pôsobí na palivo, respektíve čím nižšie sú spustené do reaktora, tým menej intenzívne prebieha reakcia.
Schéma prevádzky jadrovej elektrárne s dvojslučkovým tlakovodným reaktorom (VVER).
Geograficky je reaktor umiestnený v reaktorovej sále hlavnej budovy JE, je tu aj bazén na skladovanie jadrového paliva ako aj zavážací stroj. Pracovná plocha, kde reakcia skutočne prebieha, je postavená v špeciálnej betónovej šachte vybavenej o riadiaci systém (na výber prevádzkového režimu) a ochranu, aby bolo možné v prípade núdze rýchlo zastaviť reakciu.
Teplo z pracovnej zóny jadrového reaktora sa odvádza pomocou kvapalného alebo plynného chladiva, ktoré prechádza priamo cez pracovnú zónu reaktora. Teplo akumulované vykurovacím médiom sa potom odovzdáva vode v parogenerátore, kde vzniká para.
Para pod obrovským tlakom odovzdáva svoju mechanickú energiu turbínový generátorktorý generuje elektrinu, ktorá sa potom prenáša elektrického vedenia (elektrického vedenia) — spotrebiteľom. Turbína spolu s parogenerátorom sú inštalované v turbínovej hale, z ktorej je elektrina posielaná vodičmi do transformátora a následne do elektrického vedenia.
Na území jadrovej elektrárne sa nachádza aj budova, kde sa vyhoreté palivo skladuje v bazénoch. A veľké rúrky vo forme veží, zúžené v hornej časti, sú chladiace veže - prvky cirkulačného chladiaceho systému, ktorý zahŕňa aj chladiace jazierko (prírodný alebo umelý rezervoár) a rozprašovacie nádrže.
Mimochodom, odpad, ktorý vznikne po reakcii, je čiastočne recyklovaný a zvyšok je uložený v špeciálnych kontajneroch, ktoré chránia obsah pred vniknutím do životného prostredia. Preto je dnes jadrová energia šetrná k životnému prostrediu.A samotné jadrové elektrárne neprodukujú škodlivé emisie do atmosféry, pričom sú celkom kompaktné a bezpečné.
Pozri tiež: