Bir nükleer enerji santrali (NPP) nasıl çalışır?
Çevre kirliliğiyle mücadele etmenin yollarından biri de daha temiz elektrik kaynaklarına geçmektir. Bu kaynaklar bugün haklı olarak şunları içerir: nükleer santraller (NPS)... Yalnızca Avrupa'da, nükleer enerji santralleri sayesinde, her yıl yarım milyar tondan fazla karbondioksit atmosfere salınmıyor; bu, enerji hidrokarbonların yakılmasıyla elde edilseydi kesinlikle ciddi bir kirlilik kaynağı haline gelirdi.
7/24 çalışan nükleer santraller sayesinde dünya genelinde birçok ev ve işyerine kesintisiz elektrik veriliyor. Artı, istasyonlar birçok uzman istihdam ediyor ve bunlar makul ücretli işler.
Nükleer santral nedir? Nasıl çalıştığını ve nasıl çalıştığını öğrenelim.
Nükleer santraller (NPS) bir tür Termal enerji santralleri.
Bu istasyonlardaki termal enerjinin kaynağı, nükleer reaktörlerde gerçekleştirilen nükleer yakıtın ana kaynağı olan uranyum ve plütonyum atomlarının nükleer fisyon işlemidir.Kullanılan soğutucu, reaktör kanalları ve buhar jeneratörlerinden pompalanan su veya gazlardır. Ortaya çıkan buhar, tıpkı konvansiyonel termik santrallerde olduğu gibi jeneratörleri çalıştıran buhar türbinlerine beslenir.
Dünyanın ilk nükleer santrali 1954 yılında SSCB'de inşa edildi.
Herhangi bir nükleer santral, amacı elektrik enerjisi üretmek olan karmaşık bir ekipman, cihaz ve yapı kompleksidir ve burada özel bir madde yakıt görevi görür - uranyum-235... Uranyum-235 çekirdeğinin bölünmesi sürecinde, kolayca ısıya ve ısıyı elektriğe dönüştüren büyük miktarda nükleer enerji açığa çıkar.
nükleer şansölye - bir nükleer enerji santralinin kalbi, nükleer yakıtla yüklendiğinden ve reaktörün içinde uranyum-235'in kontrollü bir zincirleme fisyon reaksiyonu gerçekleştiğinden. Nötronlar, kararsız uranyum-235 çekirdekleri üzerinde hareket ederek onların bozunmasına ve enerji salmasına neden olur.
Sonuç olarak, reaktörde kullanılan uranyum-235 izotopunun çekirdeğinde, üç nötron kararlılık için yeterli değildir, bu nedenle bu elementin çekirdeği çok kararsızdır ve kolayca iki parçaya bölünür, bir nötronun uçmasına değer. ona vurmak için belirli bir hız.
Böyle bir nötron kararsız bir çekirdeğe girer girmez, enerji açığa çıkarır, ancak aynı zamanda 2-3 yeni nötron zaten çürümüş çekirdekten uçar, diğer çekirdekleri böler, vb. — uranyum-235 çekirdeğinden fisyonun zincirleme reaksiyonu bu şekilde gerçekleşir. Ve bir patlamayı önlemek için, sigorta görevi gören nötronlar kontrol edilmelidir - yakıta çok fazla nötron beslenmemelidir.
Çalışan enerji santralleri ile donatılmış nükleer reaktörlerde, yakıt elemanlarında (yakıt çubukları) enerji üretilir. En basit durumda, bir yakıt elemanı, nükleer yakıt (örneğin, uranyum dioksit) içeren ve yapısal malzemelerden oluşan bir kaplama içine alınmış bir çubuk (çekirdek) olarak temsil edilebilir.
Uranyum çekirdeklerinin bölünmesi sırasında, parçaları yüksek hızda uçar, ancak içinde yavaşladıkları, enerjilerini atomlara aktardıkları ve çekirdeği ısıttıkları için pratik olarak çekirdeği terk etmezler.
Yakıt hücresinin çekirdeğinde salınan ısı, daha sonra ısı eşanjörü-buhar-türbin-jeneratör sistemindeki karmaşık dönüşüm sürecinde elektriğe dönüştürülen enerjidir.
Yakıt elementinin çekirdeğinde hareket eden fisyon parçaları atomları "yer değiştirir", yapıldıkları malzemelerin kristal yapısını bozar ve fiziksel özelliklerinde değişikliğe yol açar. Yakıt elemanı reaktörde ne kadar uzun süre çalışırsa, çekirdeğin özellikleri o kadar çok değişir, içinde o kadar çok radyoaktif parça birikir.
Yakıt, reaktörün çalışma bölgesine verilir. özel tüplerde, nötron enerjisini ısıya dönüştürebilen bir moderatöre yerleştirilir. geciktiricide nötron emici malzemeden yapılmış daldırma çubukları reaksiyonun hızını çok hassas bir şekilde kontrol edin... Çubuklar ne kadar yükseğe kaldırılırsa, sırasıyla yakıt üzerinde o kadar fazla nötron etki eder, reaktöre ne kadar alçaltılırsa, reaksiyon o kadar az yoğun bir şekilde ilerler.
Çift döngülü basınçlı su reaktörü (VVER) nükleer santralinin çalışma şeması
Coğrafi olarak, reaktörün bulunduğu yer nükleer santralin ana binasının reaktör salonunda, nükleer yakıt depolama havuzunun yanı sıra yükleme makinesi de bulunmaktadır. Reaksiyonun fiilen meydana geldiği çalışma alanı, özel bir beton kuyunun içine kurulur. kontrol sistemi (çalışma modunu seçmek için) ve koruma, böylece acil bir durumda reaksiyon hızla durdurulabilir.
Bir nükleer reaktörün çalışma bölgesinden gelen ısı, doğrudan reaktör çalışma bölgesinden geçen sıvı veya gaz halindeki bir soğutucu kullanılarak uzaklaştırılır. Isıtma ortamı tarafından toplanan ısı daha sonra buhar üreteci içinde buharın üretildiği suya aktarılır.
Muazzam basınç altındaki buhar, mekanik enerjisini iletir türbin jeneratörüelektrik üretir ve daha sonra iletilir elektrik hatları (elektrik hatları) — tüketicilere. Türbin, buhar jeneratörü ile birlikte, elektriğin kablolarla transformatöre ve ardından elektrik hattına gönderildiği türbin salonuna kurulur.
Nükleer santralin arazisinde, kullanılmış yakıtın havuzlarda depolandığı bir bina da bulunmaktadır. Ve üstte daraltılmış kule şeklindeki büyük borular, soğutma kuleleridir - aynı zamanda bir soğutma havuzu (doğal veya yapay rezervuar) ve püskürtme havuzları da içeren sirkülasyonlu bir soğutma sisteminin elemanlarıdır.
Bu arada, reaksiyondan sonra oluşan atık kısmen geri dönüştürülür ve geri kalanı, içeriğin çevreye girmesini önleyen özel kaplarda saklanır. Bu nedenle, bugün nükleer enerji çevre dostudur.Ve nükleer santrallerin kendileri, oldukça kompakt ve güvenli olmakla birlikte, atmosfere zararlı emisyonlar üretmezler.
Ayrıca bakınız: