Како ради нуклеарна електрана (НПП).
Један од начина борбе против загађења животне средине је прелазак на чистије изворе електричне енергије. Ови извори данас с правом укључују нуклеарне електране (НПП)… Само у Европи, захваљујући нуклеарним електранама, сваке године НЕ испушта се у атмосферу више од пола милијарде тона угљен-диоксида, што би свакако постало озбиљан извор загађења када би се енергија добијала сагоревањем угљоводоника.
Захваљујући нуклеарним електранама које раде 24/7, многи домови и предузећа широм света се непрекидно снабдевају електричном енергијом. Осим тога, станице запошљавају много стручњака и то су пристојно плаћени послови.
Шта је нуклеарна електрана? Хајде да сазнамо како то функционише и како функционише.
Нуклеарне електране (НПП) су врста термоелектране.
Извор топлотне енергије на овим станицама је процес нуклеарне фисије атома уранијума и плутонијума, који су главни извор нуклеарног горива који се одвија у нуклеарним реакторима.Расхладно средство које се користи је вода или гасови који се пумпају кроз канале реактора и генераторе паре. Настала пара се доводи у парне турбине које покрећу генераторе, баш као у конвенционалним термоелектранама.
Прва нуклеарна електрана на свету изграђена је у СССР-у 1954. године.
Свака нуклеарна електрана је сложен комплекс опреме, уређаја и конструкција, чија је сврха производња електричне енергије, а посебна супстанца служи као гориво - уранијум-235… У процесу фисије језгара уранијума-235 ослобађа се огромна количина нуклеарне енергије која се лако претвара у топлоту, а топлоту у електричну енергију.
Нуклеарни канцелар — срце нуклеарне електране, јер је напуњено нуклеарним горивом и контролисана ланчана реакција фисије уранијума-235 одвија се унутар реактора. Неутрони делују на нестабилна језгра уранијума-235, узрокујући њихово распадање и ослобађање енергије.
Закључак је да у језгру изотопа уранијума-235 који се користи у реактору три неутрона нису довољна за стабилност, па је језгро овог елемента веома нестабилно и лако се дели на два дела, вреди да неутрон лети на одређеном брзином, да га удари.
Чим такав неутрон уђе у нестабилно језгро, он се распада ослобађајући енергију, али у исто време из већ распаднутог језгра излете 2-3 нова неутрона, цепају друга језгра итд. — тако настаје ланчана реакција фисије из језгара уранијума-235. А да би се спречила експлозија, неутрони који делују као осигурач морају бити контролисани - не уносећи превише неутрона у гориво.
У нуклеарним реакторима опремљеним погонским електранама, енергија се производи у горивним елементима (горивим шипкама). У најједноставнијем случају, горивни елемент се може представити као штап (језгро) који садржи нуклеарно гориво (на пример, уранијум диоксид) и затворен у омотач од конструктивних материјала.
Током фисије језгара уранијума, његови фрагменти одлете великом брзином, али практично не напуштају језгро, јер се успоравају унутар њега, преносећи своју енергију на атоме и загревајући језгро.
Топлота која се ослобађа у језгру горивне ћелије је енергија која се затим претвара у електричну енергију у сложеном процесу њене конверзије у систему измењивач топлоте-пара-турбина-генератор.
Фрагменти фисије који се крећу у језгру горивног елемента „померају” атоме, нарушавају кристалну структуру материјала од којих су направљени и доводе до промене њихових физичких својстава. Што дуже гориви елемент ради у реактору, што се више мењају својства језгра, то се више радиоактивних фрагмената акумулира у њему.
Гориво се уноси у радну зону реактора у посебним цевима, који су смештени у модератор способан да претвара енергију неутрона у топлоту. У ретардеру потапајући штапови од материјала који апсорбује неутроне да веома прецизно контролишу брзину реакције... Што су шипке више подигнуте, више неутрона делује на гориво, односно, што се ниже спуштају у реактор, реакција се одвија мање интензивно.
Шема рада нуклеарне електране са двоструком петљом са воденим реактором под притиском (ВВЕР).
Географски, реактор се налази у реакторској сали главне зграде НЕ, ту је и базен за складиштење нуклеарног горива као и машина за утовар. Радна површина у којој се заправо одвија реакција је подигнута у посебном бетонском окну опремљеном са контролни систем (за избор режима рада) и заштиту, тако да се у случају нужде реакција може брзо зауставити.
Топлота из радне зоне нуклеарног реактора се уклања помоћу течног или гасовитог расхладног средства које пролази директно кроз радну зону реактора. Топлота акумулирана у медијуму за грејање се затим преноси на воду у генератору паре где се ствара пара.
Пара под огромним притиском преноси своју механичку енергију турбински генераторкоји производи електричну енергију која се затим преноси далековода (електровода) — потрошачима. Турбина је заједно са генератором паре уграђена у турбинску халу, из које се струја жицама шаље до трансформатора, а затим до далековода.
На територији нуклеарке налази се и зграда у којој се истрошено гориво складишти у базенима. А велике цеви у облику торњева, сужене на врху, су расхладни торњеви - елементи циркулационог система за хлађење који укључује и рибњак за хлађење (природни или вештачки резервоар) и базене за прскање.
Иначе, отпад који настане након реакције се делимично рециклира, а остатак се складишти у посебне контејнере који штите садржај од уласка у животну средину. Дакле, данас је нуклеарна енергија еколошки прихватљива.И саме нуклеарне електране не производе штетне емисије у атмосферу, док су прилично компактне и безбедне.
Такође видети: