Hoe een kerncentrale (NPP) werkt
Een van de manieren om milieuvervuiling tegen te gaan, is overschakelen op schonere elektriciteitsbronnen. Deze bronnen omvatten vandaag terecht kerncentrales (NPP)… Alleen al in Europa komt dankzij kerncentrales elk jaar meer dan een half miljard ton kooldioxide NIET in de atmosfeer terecht, wat zeker een ernstige bron van vervuiling zou worden als de energie zou worden verkregen door koolwaterstoffen te verbranden.
Dankzij kerncentrales die 24/7 draaien, worden veel huizen en bedrijven over de hele wereld continu van stroom voorzien. Bovendien hebben de stations veel specialisten in dienst en dit zijn behoorlijk betaalde banen.
Wat is een kerncentrale? Laten we eens kijken hoe het werkt en hoe het werkt.
Kerncentrales (NPP) zijn een type thermische centrales.
De bron van thermische energie in deze stations is het proces van kernsplijting van uranium- en plutoniumatomen, de belangrijkste bron van splijtstof die in kernreactoren wordt uitgevoerd.Het gebruikte koelmiddel is water of gassen die door de reactorkanalen en stoomgeneratoren worden gepompt. De resulterende stoom wordt naar stoomturbines geleid die generatoren aandrijven, net als in conventionele warmtekrachtcentrales.
In 1954 werd in de USSR de eerste kerncentrale ter wereld gebouwd.
Elke kerncentrale is een complex complex van apparatuur, apparaten en constructies, waarvan het doel is om elektrische energie op te wekken, en een speciale substantie dient hier als brandstof - uranium-235… Bij het splijten van uranium-235-kernen komt een enorme hoeveelheid kernenergie vrij, die gemakkelijk kan worden omgezet in warmte en warmte in elektriciteit.
Nucleaire kanselier — het hart van een kerncentrale, aangezien deze is geladen met splijtstof en er binnen de reactor een gecontroleerde kettingreactie van uranium-235 plaatsvindt. Neutronen werken in op onstabiele uranium-235-kernen, waardoor ze vervallen en energie vrijkomen.
De conclusie is dat in de kern van de uranium-235-isotoop die in de reactor wordt gebruikt, drie neutronen niet genoeg zijn voor stabiliteit, daarom is de kern van dit element erg onstabiel en splitst gemakkelijk in twee delen. bepaalde snelheid, om hem te raken.
Zodra zo'n neutron een onstabiele kern binnengaat, vervalt het en komt energie vrij, maar tegelijkertijd vliegen er 2-3 nieuwe neutronen uit de reeds vervallen kern, ze splitsen andere kernen, enz. - dit is hoe de kettingreactie van splijting van uranium-235-kernen plaatsvindt. En om een explosie te voorkomen, moeten de neutronen die als lont fungeren, worden gecontroleerd - niet te veel neutronen in de brandstof voeren.
In kernreactoren met werkende elektriciteitscentrales wordt energie opgewekt in splijtstofelementen (splijtstofstaven). In het eenvoudigste geval kan een splijtstofelement worden weergegeven als een staaf (kern) die splijtstof bevat (bijvoorbeeld uraniumdioxide) en ingesloten in een bekleding van structurele materialen.
Tijdens de splijting van uraniumkernen vliegen de fragmenten ervan met hoge snelheid weg, maar verlaten ze praktisch de kern niet, omdat ze erin vertragen, hun energie overbrengen op de atomen en de kern verwarmen.
De warmte die vrijkomt in de kern van de brandstofcel is de energie die vervolgens wordt omgezet in elektriciteit in het complexe proces van omzetting in het warmtewisselaar-stoomturbine-generatorsysteem.
De splijtingsfragmenten die in de kern van het splijtstofelement bewegen, "verdringen" de atomen, verstoren de kristalstructuur van de materialen waaruit ze zijn gemaakt en leiden tot een verandering in hun fysieke eigenschappen. Hoe langer het splijtstofelement in de reactor werkt, hoe meer de eigenschappen van de kern veranderen, hoe meer radioactieve fragmenten zich erin ophopen.
De brandstof wordt in de werkzone van de reactor gebracht in speciale buizen, die in een moderator zijn geplaatst die neutronenenergie in warmte kan omzetten. In de vertrager dompelstaven gemaakt van neutronenabsorberend materiaal regelt zeer nauwkeurig de snelheid van de reactie... Hoe hoger de staven worden opgetild, hoe meer neutronen respectievelijk op de brandstof inwerken, hoe lager ze in de reactor worden neergelaten, hoe minder intensief de reactie verloopt.
Werkingsschema van een kerncentrale met dubbele lus onder druk staande waterreactor (VVER).
Geografisch gezien bevindt de reactor zich in de reactorhal van het hoofdgebouw van de kerncentrale, is er ook een opslagplaats voor nucleaire brandstof en een laadmachine. Het werkgebied waar de reactie daadwerkelijk plaatsvindt, is opgetrokken in een speciale betonnen schacht die is uitgerust met controle systeem (om de bedrijfsmodus te selecteren) en beveiliging, zodat in geval van nood de reactie snel kan worden gestopt.
De warmte uit de werkzone van een kernreactor wordt verwijderd met behulp van een vloeibaar of gasvormig koelmiddel dat rechtstreeks door de werkzone van de reactor gaat. De door het verwarmingsmedium opgehoopte warmte wordt vervolgens overgedragen aan het water in de stoomgenerator waar stoom wordt gegenereerd.
Stoom onder enorme druk brengt zijn mechanische energie over turbine-generatordie elektriciteit opwekt die vervolgens wordt overgedragen van hoogspanningslijnen (hoogspanningslijnen) — aan consumenten. De turbine staat samen met de stoomgenerator in de turbinehal, van waaruit de elektriciteit via draden naar de transformator en vervolgens naar het elektriciteitsnet wordt geleid.
Op het grondgebied van de kerncentrale is er ook een gebouw waar de verbruikte splijtstof wordt opgeslagen in de bassins. En de grote buizen in de vorm van torens, bovenaan versmald, zijn koeltorens - elementen van een circulerend koelsysteem dat ook een koelvijver (natuurlijk of kunstmatig reservoir) en sproeibekkens omvat.
Trouwens, het afval dat na de reactie ontstaat, wordt gedeeltelijk gerecycled en de rest wordt opgeslagen in speciale containers die voorkomen dat de inhoud in het milieu terechtkomt. Zo is kernenergie tegenwoordig milieuvriendelijk.En kerncentrales produceren zelf geen schadelijke emissies in de atmosfeer, terwijl ze vrij compact en veilig zijn.
Zie ook: