Jak funguje jaderná elektrárna (JE).
Jedním ze způsobů, jak bojovat se znečištěním životního prostředí, je přejít na čistší zdroje elektřiny. Tyto zdroje dnes právem zahrnují jaderné elektrárny (JE)… Jen v Evropě se díky jaderným elektrárnám NEVYpustí do atmosféry ročně více než půl miliardy tun oxidu uhličitého, který by se zcela jistě stal vážným zdrojem znečištění, pokud by se energie získávala spalováním uhlovodíků.
Díky jaderným elektrárnám, které fungují 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, je mnoho domácností a podniků po celém světě nepřetržitě zásobováno elektřinou. Navíc stanice zaměstnávají mnoho specialistů a jsou to slušně placené práce.
Co je jaderná elektrárna? Pojďme zjistit, jak to funguje a jak to funguje.
Jaderné elektrárny (JE) jsou typem tepelné elektrárny.
Zdrojem tepelné energie na těchto stanicích je proces jaderného štěpení atomů uranu a plutonia, které jsou hlavním zdrojem jaderného paliva prováděný v jaderných reaktorech.Používaným chladivem je voda nebo plyny čerpané kanály reaktoru a parogenerátory. Vzniklá pára se stejně jako v klasických tepelných elektrárnách přivádí do parních turbín, které pohánějí generátory.
První jaderná elektrárna na světě byla postavena v SSSR v roce 1954.
Jakákoli jaderná elektrárna je komplexní komplex zařízení, zařízení a konstrukcí, jejichž účelem je vyrábět elektrickou energii a jako palivo zde slouží speciální látka — uran-235… Při štěpení jader uranu-235 se uvolňuje obrovské množství jaderné energie, která se snadno přeměňuje na teplo a teplo na elektřinu.
Jaderný kancléř — srdce jaderné elektrárny, protože je zatíženo jaderným palivem a uvnitř reaktoru probíhá řízená řetězová štěpná reakce uranu-235. Neutrony působí na nestabilní jádra uranu-235, způsobují jejich rozpad a uvolňování energie.
Závěr je takový, že v jádru izotopu uranu-235 použitého v reaktoru tři neutrony ke stabilitě nestačí, proto je jádro tohoto prvku velmi nestabilní a snadno se rozdělí na dvě části, stojí za to letět neutron na určitou rychlostí, aby ho zasáhl.
Jakmile takový neutron vstoupí do nestabilního jádra, rozpadne se za uvolnění energie, ale zároveň z již rozpadlého jádra vyletí 2-3 nové neutrony, rozštěpí další jádra atd. — takto dochází k řetězové reakci štěpení jader uranu-235. A aby se zabránilo explozi, musí být neutrony fungující jako pojistka řízeny – nesmí do paliva dodávat příliš mnoho neutronů.
V jaderných reaktorech vybavených provozními elektrárnami vzniká energie v palivových článcích (palivových tyčích). V nejjednodušším případě může být palivový článek reprezentován jako tyč (jádro) obsahující jaderné palivo (například oxid uraničitý) a uzavřený v plášti z konstrukčních materiálů.
Při štěpení jader uranu jeho úlomky odlétají vysokou rychlostí, ale prakticky neopouštějí jádro, jelikož se v něm zpomalují, předávají svou energii atomům a ohřívají jádro.
Teplo uvolněné v jádru palivového článku je energie, která se následně přeměňuje na elektřinu ve složitém procesu své přeměny v systému výměník tepla-parní turbína-generátor.
Fragmenty štěpení pohybující se v jádru palivového prvku „vytlačují“ atomy, narušují krystalickou strukturu materiálů, ze kterých jsou vyrobeny, a vedou ke změně jejich fyzikálních vlastností. Čím déle palivový článek v reaktoru pracuje, tím více se mění vlastnosti aktivní zóny, tím více radioaktivních fragmentů se v ní hromadí.
Palivo je zaváděno do pracovní zóny reaktoru ve speciálních trubkách, které jsou umístěny v moderátoru schopném přeměnit energii neutronů na teplo. V retardéru ponorné tyče vyrobené z materiálu absorbujícího neutrony do velmi přesně ovládat rychlost reakce... Čím výše jsou tyče zvednuté, tím více neutronů působí na palivo, respektive čím níže jsou do reaktoru spuštěny, tím méně intenzivně probíhá reakce.
Schéma provozu jaderné elektrárny s dvousmyčkovým tlakovodním reaktorem (VVER).
Geograficky je reaktor umístěn v reaktorovém sále hlavní budovy JE, je zde také bazén pro skladování jaderného paliva a také zavážecí stroj. Pracovní plocha, kde reakce skutečně probíhá, je vztyčena ve speciální betonové šachtě vybavené o kontrolní systém (pro výběr provozního režimu) a ochranu, aby bylo možné v případě nouze rychle zastavit reakci.
Teplo z pracovní zóny jaderného reaktoru je odváděno pomocí kapalného nebo plynného chladiva, které prochází přímo pracovní zónou reaktoru. Teplo akumulované topným médiem je pak předáváno vodě v parogenerátoru, kde vzniká pára.
Pára pod obrovským tlakem předává svou mechanickou energii turbínový generátorkterý generuje elektřinu, která je pak přenášena elektrického vedení (elektrického vedení) — spotřebitelům. Turbína spolu s parogenerátorem jsou instalovány v turbínové hale, ze které je elektřina vedena po drátech do transformátoru a následně do elektrického vedení.
Na území jaderné elektrárny se také nachází budova, kde je vyhořelé palivo skladováno v bazénech. A velké tubusy ve formě věží, nahoře zúžené, jsou chladicí věže - prvky cirkulačního chladicího systému, který zahrnuje také chladicí jezírko (přírodní nebo umělý zásobník) a rozstřikovací nádrže.
Mimochodem, odpad vzniklý po reakci je částečně recyklován a zbytek je uložen ve speciálních nádobách, které chrání obsah před vstupem do životního prostředí. Dnes je tedy jaderná energie šetrná k životnímu prostředí.A samotné jaderné elektrárny neprodukují škodlivé emise do atmosféry, přitom jsou poměrně kompaktní a bezpečné.
Viz také: