Атомные электростанции

1. История
2. Принцип работы
3. Паровая турбина
4. Система охлаждения
5. Особенности АЭС

Классические ТЭС при сгорании топлива выделяется тепло, что идет нагрев воды до состояния пара. В свою очередь пар подается на паровую турбину, связанную с генератором, вырабатывающим электроэнергию. Согласно докладу МАГАТЭ, на середину апреля 2014 года в 30 странах мира имеется 435 работающих ядерных реакторов. 

История 

Первые попытки создания контролируемой ядерной реакции, которую можно было бы использовать в мирных целях для получения электричества, производились в СССР и США в конце 1940-х годов. В 1954 году в СССР была запущена первая в мире Обнинская АЭС, а в США запустили ядерный реактор EBR-1 в Арко. 

Принцип работы 

Преобразование тепловой энергии в электричество происходит в АЭС по принципу, аналогичному принципу действия тепловых электростанций. Расположенное в ядерном реакторе топливо во время деления производит тепло, нагревающее носитель. Носителем (хладагентом) может выступать как вода, так и газ – вид хладагента зависит от конкретной модели или типа реактора. Полученный пар под высоким давлением направляется на паровую турбину, которая под воздействием расширяется. Образовавшийся после охлаждения пара конденсат направляется в теплообменник-конденсатор, который соединяется с градирней. Оттуда вода закачивается обратно в парогенератор и рабочий цикл начинается заново. Этот цикл называют циклом Ренкина. 

Сердцем АЭС является ядерным реактор. В центральной части реактора, так называемой «активной зоне» в результате управляемого ядерного деления происходит выработка тепла. В качестве топлива для ядерного реактора используется либо обогащенный уран или смесь оксидов урана и плутония. 

Сам по себе природный уран – достаточно распространенный тяжелый металл, содержащийся как в земной коре, так и в океанской воде. В природе уран встречается в виде двух изотопов. Основная часть – это уран-238, но примерно 0.7% от всего урана в мире находится в виде изотопа уран-235, имеющего 143 нейтрона вместо 146 у урана-238. Интерес для ядерной энергетики представляет как раз уран-235, который намного легче расщепляется и при расщеплении выделяет большое количество энергии, в отличие от урана-238. Поэтому последний приходится искусственно обогащать и только после этого использовать в качестве ядерного топлива. 

При ядерной реакции создается побочный эффект – высокий уровень радиоактивности. Поэтому активную зону реактора окружают защитной оболочкой, способной поглощать радиоактивное излучение и не допускать его попадания в окружающую среду. Дополнительно реакторы оборудованы внутренним и наружным защитными куполами, для предотвращения механических повреждений извне и изнутри. 

Паровая турбина

Предназначение паровой турбины – преобразовывать выделяемую тепловую энергию в механическую. В некоторых моделях реакторов, содержащих воду под давлением, турбину отделяют от активной зоны. 

Система охлаждения 

Учитывая огромное количество тепла, выделяемое в процессе контролируемой ядерной реакции, возникает необходимость в эффективной системе охлаждения активной зоны, способной отвести тепловую энергию от реактора и транспортировать ее туда, где тепловую энергию можно будет преобразовать в электрическую. 

Особенности АЭС

Использование атомных электростанций является предметом спора. Противники АЭС, приводя в качестве аргументов аварии на ЧАЭС и «Фукусима-1» справедливо указывают на высокую угрозу техногенной катастрофы с планетарными масштабами, а также на токсичность уранодобывающей отрасли, проблемы утилизации отходов и опасность использования радиоактивных материалов.Сторонники «мирного атома» настаивают на том, что в своей работе АЭС при соблюдении строгих правил эксплуатации и техники безопасности не производит никаких выбросов в атмосферу, в том числе СО2, а также способна обеспечить энергетическую безопасность и снизить зависимость от импортируемых ресурсов.