Nuklearne elektrane. Nuklearne elektrane Ukrajine. Nuklearne elektrane u Rusiji

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Moderne energetske potrebe čovječanstva rastu gigantskim tempom. Povećava se njegova potrošnja za rasvjetu gradova, za industrijske i druge potrebe nacionalnog gospodarstva. Sukladno tome, sve više čađe iz sagorijevanja ugljena i loživog ulja ispušta se u atmosferu, a efekt staklenika se povećava. Osim toga, posljednjih se godina sve više govori o uvođenju električnih vozila, što će također doprinijeti povećanju potrošnje električne energije.

Nažalost, ekološki prihvatljive HE nisu u stanju pokriti tako gigantske potrebe, a daljnje povećanje broja termoelektrana i termoelektrana jednostavno nije preporučljivo. Što učiniti u ovom slučaju? I nema mnogo za birati: nuklearne elektrane, ako se ispravno rade, izvrstan su izlaz iz energetskog ćorsokaka.

Unatoč tome što se dogodilo u Černobilu, čakSvjesni nedavnih neuspjeha Japana, znanstvenici diljem svijeta priznaju da je mirni atom jedino rješenje za nadolazeću energetsku krizu danas. Široko reklamirani alternativni izvori energije ne daju ni stoti dio količine električne energije koja je svijetu potrebna svaki dan.

Osim toga, čak ni eksplozija nuklearne elektrane u Černobilu nije prouzročila niti stoti dio štete okolišu, što se bilježi čak i kod jedne katastrofe na naftnoj platformi. Incident s BP-om jasna je potvrda toga.

Princip rada nuklearnog reaktora

Izvor topline su gorivi elementi - TVEL. Zapravo se radi o cijevima od legure cirkonija, koja je blago podložna degeneraciji čak i u zoni aktivne fisije atoma. Unutra se stavljaju tablete uranovog dioksida ili zrna legure urana i molibdena. Unutar reaktora, ove cijevi su sastavljene u sklopove, od kojih svaki sadrži 18 gorivnih elemenata.

Ukupno može biti gotovo dvije tisuće sklopova, a postavljaju se u kanale unutar grafitnog zida. Oslobođena toplina skuplja se rashladnom tekućinom, au modernim nuklearnim elektranama postoje dva cirkulacijska kruga. U drugom od njih, voda ni na koji način ne stupa u interakciju s jezgrom reaktora, što značajno povećava sigurnost strukture u cjelini. Sam reaktor se nalazi u oknu, a za zidanje grafita od iste legure cirkonija (30 mm debljine) napravljena je posebna kapsula za zidanje grafita.

Cijela konstrukcija počiva na iznimno masivnoj podlozi od betona visoke čvrstoće, ispod koje se nalazi bazen. Služi za hlađenje nuklearnoggorivo u slučaju nesreće.

Princip rada je jednostavan: gorivni elementi se zagrijavaju, toplina iz njih se prenosi na primarnu rashladnu tekućinu (tekući natrij, deuterij), nakon čega se energija prenosi u sekundarni krug, unutar kojeg voda cirkulira ispod ogroman pritisak. Odmah zavrije, a para vrti turbine generatora. Nakon toga, para ulazi u kondenzacijske uređaje, ponovno prelazi u tekuće stanje, nakon čega se ponovno šalje u sekundarni krug.

Povijest stvaranja

U drugoj polovici 1940-ih, u SSSR-u su učinjeni svi napori da se stvore projekti koji uključuju miroljubivo korištenje atomske energije. Slavni akademik Kurčatov, govoreći na redovitom sastanku CK KPSS-a, iznio je prijedlog za korištenje atomske energije za proizvodnju električne energije, koja je zemlji, oporavila se od strašnog rata, bila prijeko potrebna.

Godine 1950. započela je izgradnja nuklearne elektrane (usput rečeno prve u svijetu), koja je postavljena u selu Obninskoye, u regiji Kaluga. Četiri godine kasnije ova stanica, koja je imala kapacitet od 5 MW, uspješno je puštena u rad. Jedinstvenost događaja je i u tome što je naša zemlja postala prva država na svijetu koja je uspjela učinkovito upotrijebiti atom isključivo u miroljubive svrhe.

Nastavite s radom

Već 1958. godine započeli su radovi na projektiranju sibirske nuklearne elektrane. Projektni kapacitet se odmah povećao za 20 puta i iznosio je 100 MW. Ali jedinstvenost situacije nije ni u tome. Kada je stanica predana, njen povrat je bio 600 MW. Znanstvenici u samo pargodine uspjeli toliko unaprijediti projekt, a nedavno se takva izvedba činila potpuno nemogućom.

Međutim, nuklearne elektrane na prostranstvima Unije tada nisu rasle ništa gore od gljiva. Dakle, nekoliko godina nakon sibirske nuklearne elektrane, puštena je u pogon nuklearna elektrana Beloyarsk. Ubrzo je izgrađena stanica u Voronježu. Godine 1976. puštena je u rad nuklearna elektrana Kursk, čiji su reaktori ozbiljno modernizirani 2004.

Uglavnom, nuklearne elektrane su građene planski tijekom cijelog poslijeratnog razdoblja. Samo bi katastrofa u Černobilu mogla usporiti ovaj proces.

Kako je bilo u inozemstvu

Ne treba pretpostaviti da su se takvi razvoji odvijali isključivo u našoj zemlji. Britanci su bili itekako svjesni koliko nuklearne elektrane mogu biti važne, pa su stoga aktivno radili u tom smjeru. Tako su već 1952. godine pokrenuli vlastiti projekt razvoja i izgradnje nuklearnih elektrana. Četiri godine kasnije, grad Calder Hall postao je prvi engleski nuklearni grad s vlastitom elektranom od 46 MW. Godine 1955. u američkom gradu Shippingportu svečano je puštena u rad nuklearna elektrana. Njegova snaga bila je jednaka 60 MW. Od tada su nuklearne elektrane započele svoj trijumfalni pohod diljem svijeta.

Prijetnje mirnom atomu

Prvu euforiju od kroćenja atoma ubrzo su zamijenili tjeskoba i strah. Naravno, nuklearna elektrana u Černobilu bila je najteža katastrofa, ali tu je bila i elektrana Majak, nesreće s nuklearnim reaktorima u nuklearnim podmornicama, kao i drugi incidenti za koje za mnoge vjerojatno nikada nećemo saznati. Posljedice ovih nesrećanatjerao ljude na razmišljanje o podizanju razine kulture u korištenju atomske energije. Osim toga, čovječanstvo je još jednom shvatilo da se nije u stanju oduprijeti elementarnim silama prirode.

Mnoga svjetla svjetske znanosti već dugo raspravljaju o tome kako nuklearne elektrane učiniti sigurnijima. U Moskvi je 1989. sazvana svjetska skupština, na temelju rezultata sastanka doneseni su zaključci o potrebi radikalnog pooštravanja kontrole nad nuklearnom energijom.

Danas globalne zajednice pomno prate kako se poštuju svi ovi sporazumi. Međutim, nikakva količina promatranja i kontrole ne može spasiti od prirodnih katastrofa ili banalne gluposti. To je još jednom potvrdila nesreća u Fukushimi-1, uslijed koje su se stotine milijuna tona radioaktivne vode izlile u Tihi ocean. Općenito, Japan, u kojemu je nuklearna elektrana jedino sredstvo za opskrbu ogromnih potreba industrije i stanovništva električnom energijom, nije odustao od programa izgradnje nuklearne elektrane.

Klasifikacija

Sve nuklearne elektrane mogu se klasificirati prema vrsti proizvedene energije, kao i prema modelu njihovog reaktora. Također se uzima u obzir stupanj sigurnosti, vrsta konstrukcije, kao i drugi važni parametri.

Ovako se klasificiraju prema vrsti proizvedene energije:

• Nuklearne elektrane. Jedina energija koju generiraju je električna energija.
• Nuklearne termoelektrane. Osim električne energije, ovi objekti generiraju i toplinu, što ih čini posebno vrijednima za primjenu u sjevernim gradovima. Tamo, rad nuklearne elektraneomogućuje oštro smanjenje ovisnosti regije o opskrbi gorivom iz drugih regija.

Potrošeno gorivo i druge karakteristike

Najčešći su nuklearni reaktori koji koriste obogaćeni uran kao gorivo. Rashladno sredstvo je lagana voda. Takvi se reaktori nazivaju reaktori na laku vodu, a postoje dvije vrste. U prvom slučaju, para koja se koristi za rotaciju turbina formira se u jezgri reaktora.

Za stvaranje pare u drugom slučaju koristi se sustav hladnjaka, zbog kojeg voda ne ulazi u jezgru. Inače, razvoj ovog sustava započeo je već 50-ih godina prošlog stoljeća, a kao temelj za to poslužila su američka vojna razvoja. Otprilike u isto vrijeme, SSSR je razvio reaktor prvog tipa, ali sa sustavom za umjerenje, u čijoj su ulozi korištene grafitne šipke.

Tako se pojavio plinski hlađeni reaktor koji koriste mnoge nuklearne elektrane u Rusiji. Brzo ubrzanje izgradnje stanica ovog modela bilo je posljedica činjenice da su reaktori proizvodili plutonij za oružje kao nusproizvod. Osim toga, čak i obični prirodni uran, čija su nalazišta u našoj zemlji vrlo velika, pogodan je kao gorivo za ovu sortu.

Drugi tip reaktora koji je prilično raširen diljem svijeta je model teške vode koji se pokreće prirodnim uranom. Isprva su takve modele stvarale gotovo sve zemlje koje su imale pristup nuklearnim reaktorima, alidanas je među njihovim eksploatatorima samo Kanada u čijoj se utrobi nalaze najbogatija nalazišta prirodnog urana.

Kako su reaktori poboljšani?

Prvo, obični čelik je korišten za proizvodnju obloga gorivih šipki i cirkulacijskih kanala. Tada se još nije znalo za cirkonijeve legure, koje su mnogo bolje prikladne za takve svrhe. Reaktor je ohlađen vodom dovedenom pod tlakom od 10 atmosfera.

Para puštena u isto vrijeme imala je temperaturu od 280 stupnjeva. Svi kanali u kojima su se nalazile gorivne šipke napravljene su odstranjivim, jer su se relativno često morale mijenjati. Činjenica je da se u zoni djelovanja nuklearnog goriva materijali prilično brzo deformiraju i uništavaju. Zapravo, strukturni elementi u jezgri projektirani su za 30 godina, ali u takvim slučajevima optimizam je neprihvatljiv.

Šipke za gorivo

U ovom slučaju, znanstvenici su odlučili koristiti varijantu s jednostranim cjevastim hlađenjem. Ovaj dizajn dramatično smanjuje šanse da proizvodi fisije dođu u krug izmjene topline čak i u slučaju oštećenja gorivnog elementa. Isto nuklearno gorivo je legura urana i molibdena. Ovo rješenje omogućilo je stvaranje relativno jeftine i pouzdane opreme koja može stabilno raditi čak i na značajno povišenim temperaturama.

Chernobyl

Ma koliko čudno izgledalo, ali zloglasni Černobil, čija je nuklearna elektrana postala simbol katastrofa koje je uzrokovao čovjek prošlog stoljeća, bio je pravi trijumf znanosti. U to vrijeme u njegovoj gradnji i projektiranju korištene su najnaprednije tehnologije. Samo snaga reaktora dostigla je 3200 MW. Gorivo je također bilo novo: obogaćeni prirodni uranijev dioksid prvi je put korišten u nuklearnoj elektrani u Černobilu. Jedna tona takvog goriva sadrži samo 20 kilograma urana-235. Ukupno je u reaktor utovareno 180 tona uranovog dioksida. Još uvijek se točno ne zna tko je i u koju svrhu odlučio provesti eksperiment na postaji koji je bio u suprotnosti sa svim zamislivim sigurnosnim pravilima.

Nuklearne elektrane u Rusiji

Da nije bilo katastrofe u Černobilu, kod nas bi se (najvjerojatnije) i dalje nastavio program najšire i najraširenije izgradnje nuklearnih elektrana. U svakom slučaju, to je bio pristup planiran u SSSR-u.

Općenito, odmah nakon Černobila, mnogi su se programi počeli masovno sužavati, što je odmah dovelo do povećanja cijena mnogih "ekološki prihvatljivih" razreda nosača topline. U mnogim područjima bili su prisiljeni vratiti se izgradnji termoelektrana, koje (uključujući) čak i rade na ugljen, nastavljajući monstruozno zagađivati atmosferu velikih gradova.

Sredinom 2000-ih, vlada je ipak shvatila potrebu za razvojem nuklearnog programa, jer bez njega bi bilo jednostavno nemoguće opskrbiti mnoge regije naše zemlje potrebnom količinom energije.

Koliko nuklearnih elektrana danas imamo u našoj zemlji? Samo deset. Da, sve su to ruske nuklearne elektrane. Ali čak i ovaj broj stvara više od 16% energije koja se trošinaši građani. Kapacitet svih 33 elektrane koji rade u sklopu ovih nuklearnih elektrana je 25,2 GW. Gotovo 37% potreba za električnom energijom naših sjevernih regija pokrivaju nuklearne elektrane.

Jedna od najpoznatijih je Lenjingradska nuklearna elektrana, izgrađena davne 1973. godine. Trenutno je u tijeku intenzivna izgradnja druge faze, koja će omogućiti povećanje izlaznog kapaciteta (4 tisuće MW) najmanje dva puta.

ukrajinske nuklearne elektrane

Sovjetski Savez je učinio mnogo, uključujući i za razvoj energetike u sindikalnim republikama. Tako je Litva svojedobno dobila ne samo izvrsnu infrastrukturu i mnoštvo industrijskih poduzeća, već i nuklearnu elektranu Ignalina, koja je do 2005. bila prava „kokoš s šipama“, pružajući gotovo cijeloj b altičkoj regiji jeftinu (i vlastitu!) Energija.

Ali glavni dar je napravljen Ukrajini, koja je dobila četiri elektrane odjednom. Zaporožje NEP je općenito najmoćnija u Europi, isporučujući 6 GW energije odjednom. Općenito, ukrajinske nuklearne elektrane daju joj mogućnost da se samostalno opskrbljuje električnom energijom, čime se Litva više ne može pohvaliti.

Sada rade sve iste četiri stanice: Zaporožje, Rivne, Južno-Ukrajinska i Hmjelnicki. Suprotno uvriježenom mišljenju, treći blok nuklearne elektrane u Černobilu nastavio je s radom do 2000. godine, redovito opskrbljujući regiju električnom energijom. U ovom trenutku, 46% sve ukrajinske električne energije proizvode ukrajinske nuklearne elektrane.

Čudne političke ambicije vlasti u zemlji dovele su do toga da je 2011.donesena je odluka o zamjeni ruskih gorivnih elemenata američkim. Eksperiment je u potpunosti propao, a ukrajinskoj je industriji pričinjena šteta od gotovo 200 milijuna dolara.

Prospekti

Danas se u cijelom svijetu ponovno sjećaju dobrobiti mirnog atoma. Cijeli grad može se opskrbiti energijom iz male i primitivne nuklearne elektrane, koja godišnje potroši oko 2 tone goriva. Koliko plina ili ugljena će se morati spaliti u istom razdoblju? Dakle, izgledi za tehnologiju su ogromni: tradicionalne vrste energije stalno rastu u cijeni, a njihov broj se smanjuje.