Di pertengahan abad ke-20, minda manusia yang paling baik bekerja keras pada sekali dalam dua tugas: penciptaan bom atom, dan juga cara menggunakan tenaga atom untuk tujuan damai. Jadi loji kuasa nuklear pertama di dunia muncul. Apakah prinsip operasi loji kuasa nuklear? Dan di mana di dunia adalah yang terbesar dari tumbuhan kuasa ini?
Sejarah dan ciri tenaga nuklear
"Tenaga adalah kepala segala-galanya" - ini adalah bagaimana pepatah terkenal dapat dipraktikkan, berdasarkan realiti objektif abad ke-21. Dengan setiap kemajuan teknologi baru, manusia memerlukan peningkatan jumlahnya. Hari ini, tenaga "atom damai" digunakan secara aktif dalam ekonomi dan pengeluaran, dan bukan sahaja dalam sektor tenaga.
Elektrik yang dihasilkan di loji kuasa nuklear yang dipanggil (prinsip operasi yang sangat sederhana) digunakan secara meluas dalam industri, penerokaan ruang, perubatan dan pertanian.
Tenaga nuklear adalah industri berat yang mengeluarkan haba dan elektrik dari tenaga kinetik atom.
Bilakah kilang nuklear pertama muncul? Prinsip pengoperasian loji kuasa sedemikian, saintis Soviet belajar kembali pada 40-an. By the way, secara selari, mereka juga mencipta bom atom pertama. Oleh itu, atom adalah "damai" dan mematikan.
Pada tahun 1948, I.V. Kurchatov menjemput kerajaan Soviet untuk memulakan kerja langsung mengenai pengekstrakan tenaga atom. Dua tahun kemudian, di Kesatuan Soviet (di bandar Obninsk, Wilayah Kaluga), pembinaan loji kuasa nuklear pertama di planet ini bermula.
Prinsip pengoperasian semua loji kuasa nuklear adalah sama, tetapi tidak sama sekali sukar difahami. Ini akan dibincangkan kemudian.
NPP: prinsip operasi (foto dan perihalan)
Asas kerja setiap loji kuasa nuklear adalah tindak balas yang kuat yang berlaku semasa pembelahan nukleus atom. Atom Uranium-235 atau plutonium paling sering terlibat dalam proses ini. Nukleus atom dibahagikan dengan neutron yang masuk ke dalamnya dari luar. Dalam kes ini, neutron baru muncul, serta serpihan pembelahan, yang mempunyai tenaga kinetik yang sangat besar. Hanya tenaga ini adalah produk utama dan utama dari mana-mana loji tenaga nuklear.
Oleh itu, anda boleh menerangkan prinsip operasi RFP reaktor. Dalam foto seterusnya anda boleh melihat bagaimana ia kelihatan dari dalam.
Tiga jenis reaktor nuklear utama dibezakan:
- reaktor saluran kuasa tinggi (pendek - RBMK);
- reaktor air-air (VVER);
- reaktor neutron cepat (BN).
Secara berasingan, ia patut menjelaskan prinsip operasi loji kuasa nuklear secara keseluruhannya. Bagaimana ia berfungsi akan dibincangkan dalam artikel seterusnya.
Prinsip operasi loji kuasa nuklear (skim)
Sebuah loji tenaga nuklear beroperasi di bawah syarat-syarat tertentu dan dalam mod yang tegas. Sebagai tambahan kepada reaktor nuklear (satu atau lebih), struktur loji tenaga nuklear termasuk sistem lain, kemudahan khas dan kakitangan yang berkelayakan. Apakah prinsip operasi loji kuasa nuklear? Ia boleh digambarkan dengan ringkas seperti berikut.
Unsur utama setiap loji kuasa nuklear adalah reaktor nuklear, di mana semua proses utama berlaku. Kami menulis tentang apa yang berlaku di dalam reaktor di bahagian sebelumnya. Bahan bakar nuklear (selalunya paling sering ialah uranium) dalam bentuk tablet hitam kecil dimasukkan ke dalam dandang besar ini.
Tenaga yang dikeluarkan semasa tindak balas yang berlaku dalam reaktor nuklear ditukarkan menjadi haba dan dipindahkan ke penyejuk (biasanya air). Perlu diingat bahawa penyejuk dalam proses ini menerima sinaran dos tertentu.
Selanjutnya, haba dari penyejuk dipindahkan ke air biasa (melalui alat khas - penukar haba), yang sebagai hasilnya bisul. Wap air, yang terbentuk dalam kes ini, berputar turbin. Penjana tersambung kepada yang terakhir, yang menjana tenaga elektrik.
Oleh itu, menurut prinsip operasi loji kuasa nuklear, ia adalah loji janakuasa terma yang sama. Satu-satunya perbezaan ialah bagaimana wap dibentuk.
Geografi Kuasa Nuklear
Lima negara pertama yang menghasilkan tenaga nuklear adalah seperti berikut:
- A.S.
- Perancis
- Jepun
- Rusia
- Korea Selatan
Pada masa yang sama, Amerika Syarikat, yang menghasilkan kira-kira 864 bilion kWh setahun, menghasilkan sehingga 20% daripada tenaga elektrik di dunia.
Secara keseluruhannya, 31 negara mengendalikan loji kuasa nuklear di dunia. Dari semua benua planet ini, hanya dua (Antartika dan Australia) sepenuhnya bebas daripada tenaga nuklear.
Setakat ini, 388 reaktor nuklear beroperasi di dunia. Benar, 45 daripadanya tidak menghasilkan tenaga elektrik selama setahun setengah. Kebanyakan reaktor nuklear terletak di Jepun dan Amerika Syarikat. Geografi penuh mereka dibentangkan pada peta berikut. Negara-negara dengan reaktor nuklear beroperasi ditandakan hijau, jumlah mereka dalam keadaan tertentu juga ditunjukkan.
Perkembangan tenaga nuklear di negara-negara yang berbeza
Secara umum, sehingga 2014, terdapat penurunan secara umum dalam pembangunan tenaga nuklear. Tiga negara adalah pemimpin dalam pembinaan reaktor nuklear baru: ini adalah Rusia, India dan China. Di samping itu, beberapa negeri yang tidak mempunyai loji kuasa nuklear merancang untuk membina mereka dalam masa terdekat. Ini termasuk Kazakhstan, Mongolia, Indonesia, Arab Saudi dan beberapa negara di Afrika Utara.
Sebaliknya, beberapa negeri telah memulakan pengurangan secara beransur-ansur dalam bilangan loji kuasa nuklear. Ini termasuk Jerman, Belgium dan Switzerland. Dan di beberapa negara (Itali, Austria, Denmark, Uruguay) tenaga nuklear dilarang di peringkat perundangan.
Masalah utama tenaga nuklear
Perkembangan tenaga nuklear mempunyai satu masalah alam sekitar yang penting. Ini adalah pencemaran haba yang dipanggil alam sekitar. Jadi, menurut banyak pakar, loji kuasa nuklear memancarkan lebih banyak haba daripada loji kuasa haba yang sama. Pencemaran haba air amat berbahaya, yang melanggar syarat hidup semulajadi organisma biologi dan menyebabkan kematian banyak spesies ikan.
Satu lagi isu yang berkaitan dengan tenaga nuklear berkenaan keselamatan nuklear secara amnya. Buat pertama kalinya, manusia telah berfikir secara serius mengenai masalah ini selepas bencana Chernobyl 1986. Prinsip pengoperasian NPP Chernobyl tidak jauh berbeza dengan tumbuhan kuasa nuklear lain. Walau bagaimanapun, ini tidak menyelamatkannya dari kemalangan besar dan serius, yang melibatkan akibat yang sangat serius untuk semua Eropah Timur.
Selain itu, bahaya tenaga nuklear tidak terhad kepada kemungkinan kemalangan teknologi sahaja. Oleh itu, masalah besar timbul dengan pembuangan sisa nuklear.
Manfaat tenaga nuklear
Walau bagaimanapun, penyokong pembangunan tenaga nuklear juga memanggil kelebihan jelas operasi loji kuasa nuklear. Oleh itu, khususnya, Persatuan Nuklear Sedunia telah menerbitkan laporannya dengan data yang sangat menarik. Menurutnya, jumlah korban manusia yang mengiringi pengeluaran satu gigawatt elektrik di loji kuasa nuklear adalah 43 kali kurang daripada loji kuasa haba tradisional.
Terdapat kelebihan lain yang sama pentingnya. Iaitu:
- kos pengeluaran elektrik yang rendah;
- kebersihan alam sekitar tenaga nuklear (dengan pengecualian pencemaran haba air);
- kurangnya rujukan geografi ketat loji kuasa nuklear kepada sumber bahan api yang besar.
