NPP: prinsip operasi dan peranti. Sejarah penciptaan loji tenaga nuklear

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-12 11:09

Pada pertengahan abad kedua puluh, minda terbaik manusia bekerja keras pada dua tugas sekaligus: mengenai penciptaan bom atom, dan juga tentang cara menggunakan tenaga atom untuk tujuan damai. Ini adalah bagaimana loji kuasa nuklear pertama di dunia muncul. Apakah prinsip operasi loji tenaga nuklear? Dan di manakah lokasi loji janakuasa terbesar di dunia ini?

Sejarah dan ciri kuasa nuklear

"Tenaga adalah ketua segala-galanya" - ini adalah cara anda boleh menghuraikan peribahasa yang terkenal, memandangkan realiti objektif abad ke-21. Dengan setiap pusingan baharu kemajuan teknologi, manusia memerlukan jumlah yang semakin meningkat. Hari ini, tenaga "atom aman" digunakan secara aktif dalam ekonomi dan pengeluaran, dan bukan sahaja dalam sektor tenaga.

Elektrik yang dijana oleh apa yang dipanggil loji kuasa nuklear (yang beroperasi pada prinsip yang sangat mudah) digunakan secara meluas dalam industri, penerokaan angkasa lepas, perubatan dan pertanian.

Tenaga nuklear ialah cabang industri berat yang mengekstrak haba dan elektrik daripada tenaga kinetik atom.

Bilakah ia munculloji tenaga nuklear pertama? Para saintis Soviet mengkaji prinsip operasi loji kuasa sedemikian pada tahun 40-an. Dengan cara ini, secara selari mereka juga mencipta bom atom pertama. Oleh itu, atom itu "damai" dan mematikan.

Pada tahun 1948, I. V. Kurchatov mencadangkan agar kerajaan Soviet mula menjalankan kerja langsung pada pengekstrakan tenaga atom. Dua tahun kemudian, di Kesatuan Soviet (di bandar Obninsk, wilayah Kaluga), pembinaan loji kuasa nuklear pertama di planet ini bermula.

Prinsip operasi semua loji tenaga nuklear adalah serupa, dan ia sama sekali tidak sukar untuk memahaminya. Ini akan dibincangkan lebih lanjut.

NPP: prinsip operasi (foto dan penerangan)

Kerja mana-mana loji kuasa nuklear adalah berdasarkan tindak balas kuat yang berlaku semasa pembelahan nukleus atom. Atom Uranium-235 atau plutonium paling kerap terlibat dalam proses ini. Nukleus atom membahagikan neutron yang memasukinya dari luar. Dalam kes ini, neutron baru dihasilkan, serta serpihan pembelahan, yang mempunyai tenaga kinetik yang besar. Hanya tenaga ini ialah produk utama dan utama bagi mana-mana loji kuasa nuklear

Beginilah anda boleh menerangkan prinsip operasi reaktor loji kuasa nuklear. Dalam foto seterusnya anda boleh melihat rupa ia dari dalam.

Terdapat tiga jenis utama reaktor nuklear:

• reaktor saluran kuasa tinggi (disingkat RBMK);
• reaktor air tekanan (VVER);
• reaktor neutron pantas (FN).

Secara berasingan, adalah berbaloi untuk menerangkan prinsip operasi loji tenaga nuklear secara keseluruhan. Bagaimana ia berfungsi akan dibincangkan.dalam artikel seterusnya.

Prinsip operasi NPP (rajah)

Loji kuasa nuklear beroperasi dalam keadaan tertentu dan dalam mod yang ditetapkan dengan ketat. Sebagai tambahan kepada reaktor nuklear (satu atau lebih), struktur loji kuasa nuklear termasuk sistem lain, kemudahan khas dan kakitangan yang berkelayakan tinggi. Apakah prinsip operasi loji tenaga nuklear? Ia boleh dihuraikan secara ringkas seperti berikut.

Elemen utama mana-mana loji tenaga nuklear ialah reaktor nuklear, di mana semua proses utama berlaku. Kami menulis tentang apa yang berlaku dalam reaktor di bahagian sebelumnya. Bahan api nuklear (biasanya selalunya uranium) dalam bentuk pelet hitam kecil dimasukkan ke dalam kawah besar ini.

Tenaga yang dibebaskan semasa tindak balas yang berlaku dalam reaktor nuklear ditukar kepada haba dan dipindahkan ke penyejuk (biasanya air). Perlu diingat bahawa semasa proses ini penyejuk juga menerima dos sinaran tertentu.

Selanjutnya, haba daripada penyejuk dipindahkan ke air biasa (melalui peranti khas - penukar haba), yang mendidih akibatnya. Wap air yang terhasil memacu turbin. Penjana disambungkan kepada yang terakhir, yang menjana tenaga elektrik.

Oleh itu, mengikut prinsip operasi loji kuasa nuklear, ini adalah loji kuasa haba yang sama. Satu-satunya perbezaan ialah cara wap dihasilkan.

Geografi kuasa nuklear

Lima negara teratas dalam pengeluaran tenaga nuklear adalah seperti berikut:

1. AS.
2. Perancis.
3. Jepun.
4. Rusia.
5. Korea Selatan.

Pada masa yang sama, Amerika Syarikat, menjana kira-kira 864 bilion kWj setahun, menghasilkan sehingga 20% daripada tenaga elektrik dunia.

Secara keseluruhan, 31 negeri di dunia mengendalikan loji tenaga nuklear. Daripada semua benua di planet ini, hanya dua (Antartika dan Australia) yang bebas sepenuhnya daripada tenaga nuklear.

Hari ini, terdapat 388 reaktor nuklear yang beroperasi di dunia. Benar, 45 daripada mereka tidak menjana elektrik selama setahun setengah. Kebanyakan reaktor nuklear terletak di Jepun dan Amerika Syarikat. Geografi penuh mereka dibentangkan pada peta berikut. Negara yang mempunyai reaktor nuklear yang beroperasi ditandakan dengan warna hijau, jumlah bilangan mereka dalam keadaan tertentu juga ditunjukkan.

Pembangunan kuasa nuklear di negara yang berbeza

Secara umumnya, setakat 2014, terdapat kemerosotan umum dalam pembangunan tenaga nuklear. Pemimpin dalam pembinaan reaktor nuklear baharu ialah tiga negara: Rusia, India dan China. Selain itu, beberapa negeri yang tidak mempunyai loji tenaga nuklear merancang untuk membinanya dalam masa terdekat. Ini termasuk Kazakhstan, Mongolia, Indonesia, Arab Saudi dan beberapa negara Afrika Utara.

Sebaliknya, beberapa negeri telah memulakan pengurangan beransur-ansur dalam bilangan loji tenaga nuklear. Ini termasuk Jerman, Belgium dan Switzerland. Dan di sesetengah negara (Itali, Austria, Denmark, Uruguay) kuasa nuklear dilarang di peringkat perundangan.

Masalah utama kuasa nuklear

Terdapat satu masalah alam sekitar penting yang berkaitan dengan pembangunan tenaga nuklear. Ini adalah apa yang dipanggil pencemaran terma alam sekitar. Oleh itu, menurut ramai pakar, loji kuasa nuklear mengeluarkan lebih banyak haba daripada loji kuasa haba dengan kapasiti yang sama. Terutama berbahaya ialah pencemaran air terma, yang mengganggu keadaan semula jadi kehidupan organisma biologi dan membawa kepada kematian banyak spesies ikan.

Satu lagi isu pembakaran berkaitan tenaga nuklear melibatkan keselamatan nuklear secara umum. Buat pertama kalinya, manusia serius memikirkan masalah ini selepas bencana Chernobyl pada tahun 1986. Prinsip operasi loji kuasa nuklear Chernobyl tidak jauh berbeza daripada loji kuasa nuklear lain. Walau bagaimanapun, ini tidak menyelamatkannya daripada kemalangan besar dan serius, yang memerlukan akibat yang sangat serius untuk seluruh Eropah Timur.

Selain itu, bahaya tenaga nuklear tidak terhad kepada kemungkinan kemalangan buatan manusia. Jadi, masalah besar timbul dengan pelupusan sisa nuklear.

Kelebihan kuasa nuklear

Namun begitu, penyokong pembangunan tenaga nuklear juga menamakan kelebihan jelas loji kuasa nuklear. Oleh itu, khususnya, Persatuan Nuklear Dunia baru-baru ini telah menerbitkan laporannya dengan data yang sangat menarik. Menurutnya, jumlah korban manusia yang mengiringi pengeluaran satu gigawatt elektrik di loji janakuasa nuklear adalah 43 kali lebih rendah berbanding loji janakuasa haba tradisional.

Terdapat faedah lain yang sama pentingnya. Iaitu:

• penjanaan elektrik murah;
• kebersihan persekitaran tenaga nuklear (kecuali pencemaran air terma);
• kekurangan rujukan geografi yang ketat bagi loji kuasa nuklear kepada sumber bahan api yang besar.

Bukan kesimpulan

Pada tahun 1950, loji tenaga nuklear pertama di dunia telah dibina. Prinsip operasi loji kuasa nuklear ialah pembelahan atom dengan bantuan neutron. Proses ini mengeluarkan sejumlah besar tenaga.

Nampaknya tenaga nuklear adalah rahmat yang luar biasa untuk manusia. Namun, sejarah telah membuktikan sebaliknya. Khususnya, dua tragedi besar - kemalangan di loji janakuasa nuklear Soviet Chernobyl pada tahun 1986 dan kemalangan di loji kuasa Jepun Fukushima-1 pada tahun 2011 - menunjukkan bahaya yang ditimbulkan oleh atom "damai". Dan banyak negara di dunia hari ini mula berfikir tentang penolakan sebahagian atau bahkan sepenuhnya tenaga nuklear.