Енергија и животна средина

Колико тачно ради нуклеарна енергија?

Колико тачно ради нуклеарна енергија?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Уз све контроверзе око нуклеарних електрана, нема сумње да су оне невероватан технолошки подвиг. Али како тачно раде?

Овде ћемо обавити кратку турнеју око нуклеарне електране и разговарати о различитим врстама електрана и неким предностима и недостацима технологије.

ПОВЕЗАНО: НУКЛЕАРНА ФУСИЈА У 21. ВЕКУ

Како функционише нуклеарна енергија и које врсте постоје?

Укратко, нуклеарне електране (нуклеарна фисија) раде тако што користе снагу атома да кључа воду, производи пару и окреће турбину да би произвела електричну енергију. Они су у ствари високо софистицирани котлови са прикљученом турбином.

Наравно, њима је много више од тога.

Главне компоненте нуклеарне електране су, мање или више, како следи (иако се дизајн разликује):

  • Нуклеарно гориво (попут Уранијума или Плутонијума)
  • Нуклеарни реактор и модератор (супстанца која успорава неутроне - попут графита или воде)
  • Расхладно средство у реактору (обично вода)
  • Контролне шипке (нпр. Графит)
  • Штит или систем задржавања или задржавања
  • Посуда под притиском
  • Генератор паре
  • Парне линије
  • Пумпе
  • Парна турбина
  • Расхладни торањ и кондензатор

Као што је претходно речено, компоненте и поставке могу се разликовати у зависности од врсте нуклеарног реактора у питању. До данас су најчешћи типови нуклеарних реактора:

  • Реактор под притиском (ПВР) - Више од65% комерцијалних нуклеарних реактора у САД су ПВР. Биљка на острву Тхрее Миле била је типа ПВР.
  • Реактор за врелу воду (БВР) - Отприлике трећина свих реактора у САД су БВР. Фукушима је била реактор типа БВР.
  • Реактор за тешку воду под притиском (ПХВР) - Најчешћи у Канади и Индији.
  • Напредни реактор хлађен гасом (АГР) - Такозвани реактори друге генерације хлађени гасом, који се углавном користе у Великој Британији. Они користе угљен-диоксид као главно средство за хлађење.
  • Реактор са лаганом водом графита (РБМК) - Реактори совјетског дизајна који су по дизајну слични БВР-има, међутим, уместо посуде под притиском која окружује цело језгро, сваки склоп горива затворен је у појединачну цев како би се омогућио проток расхладне воде око горива. Чернобил је био нуклеарни реактор РБМК.
  • Напредни реактори - Ту спадају многи нови или експериментални типови реактора, попут малих модуларних реактора (СМР). Многи од њих не користе воду за хлађење, а неки користе течни метал, растопљену сол или хелијум за загревање воде на пари.
  • Реактори са брзим неутронима (ФНР) - Ови реактори се одбацују са модераторима и уместо тога користе такозване брзе неутроне. Они су ефикаснији за производњу енергије, али су скупљи за изградњу.
  • Плутајуће нуклеарне електране - Изузимајући нуклеарне реакторе на броду, ове врсте реактора су изграђене на великим баржама које имају тенденцију трајног везивања.

Тренутно их има около 450 комерцијални нуклеарни реактори за фисију који раде у целом свету. Деведесет осам се налази само у Сједињеним Државама и тврди се да су они један од најсигурнијих и најефикаснијих извора енергије на свету.

Како се нуклеарна енергија производи корак по корак?

Нуклеарна енергија искоришћена је за производњу електричне енергије у неколико основних корака. У већини случајева, у комерцијалним реакторима се, више или мање, следе следећи кораци.

  1. Неутрони се сударају са атомима горива (обично уранијумом) и раздвајају се да би ослободили неутроне из циљног атома, који се пак сударају са осталим атомима горива, изазивајући тако ланчану реакцију.
  2. Ова ланчана реакција се може контролисати помоћу „контролних шипки“, које апсорбују неке од неутрона како би спречиле систем да измакне контроли.
  3. Овај поступак брзо подиже температуру реактора негде у редоследу520 степени Фахренхеита (271 степени Целзијуса).
  4. На овој температури, расхладно средство (обично вода) се брзо загрева и испарава у пару.
  5. Ова пара се затим одвози или пумпа до велике турбине и производи се електрична енергија.
  6. Ова електрична енергија користи се за рад реактора и усмерава у електричну мрежу за комерцијалну потрошњу.

Фисија није једина врста нуклеарне реакције. Фузијска снага би се теоретски такође могла користити за производњу електричне енергије коришћењем топлоте из реакција нуклеарне фузије. У процесу фузије, два лакша атомска језгра комбинују се и формирају теже језгро, које ослобађа енергију. Неколико врста експерименталних фузијских реактора је пројектовано и конструисано, али ниједан тренутно није комерцијално оперативан. За фузијске нуклеарне реакторе поступак би био мало другачији.

  1. Горивни материјал (као што је деутеријум или тритијум) убризгава се у фузиону комору. За реакторе Токамак ово је вакуумска посуда у облику крафне.
  2. Ова мешавина гаса се затим загрева на врло високе температуре (100 милиона степени). Екстремне температуре ове величине постижу се различитим методама, али неки експериментални фузиони реактори користе микроталасе или друге изворе енергије.
  3. То доводи до тога да гориво јонизује и формира плазму са довољно енергије да, надамо се, омогући фузију између атома који се налазе у непосредној близини. То је лакше рећи него учинити, јер се постиже коришћењем врло јаких магнетних поља или неком другом методом задржавања.
  4. Једном када се постигне фузија, ослобађа се огромна количина енергије која се затим може користити за прегревање расхладне течности.
  5. Добијена пара се затим користи за погон турбине за производњу електричне енергије.

Иако су истраживачи успели да постигну ограничене реакције фузије, ограничене, поступак је изузетно енергетски интензиван. До сада су сви постигли негативан принос енергије, што значи да су скупљи за рад него што добијају заузврат као генерисана енергија.

Да ли су нуклеарна енергија и нуклеарна енергија исто?

Ова два појма, иако наизглед слична, у пракси се заправо прилично разликују.

Енергија је "у физици способност за обављање посла. Може постојати у потенцијалном, кинетичком, топлотном, електричном, хемијском, нуклеарном или другом облику. Штавише, ту су и топлота и рад - тј.енергије у процесу преноса са једног тела на друго. “- Енциклопедија Британница.

Снага је нешто мало другачије. "Јединице снаге су јединице рада (или енергије) у јединици времена, као што су килограми у минути, џул у секунди (или вати) и ергови у секунди. Снага се може изразити и као производ силе која се примењује на кретање предмет и брзину предмета у смеру силе “. - Енциклопедија Британница.

Када је реч о употреби нуклеарне енергије и енергије, изрази се често користе наизменично. Али заправо постоји суптилна, али важна разлика између њих двоје.

Нуклеарна енергија је, технички гледано, снага која се ослобађа када се атом подели цепањем. То се обично изражава као мегаелектронски волти (МеВ).

Нуклеарна енергија је, технички, резултујући рад који је нуклеарна електрана произвела током одређеног времена обично изражен као мегавати (МВ) или гигавати (ГВ).

Шта није у реду са нуклеарном енергијом?

Нуклеарна енергија се већ дуго залаже за одговор на готово неограничену енергију. Али, упркос жељи за раним усвајањем и развојем нуклеарне енергије, она је пала у немилост последњих година.

Али зашто?

Један од главних разлога може бити очигледно неразумевање технологије. У мислима неких, често је повезан са својим невероватно деструктивним рођацима, нуклеарним оружјем.

Још један проблем са ПР-ом нуклеарне енергије је врло мало, али невероватно спектакуларних нуклеарних несрећа и инцидената који су се догодили. Иако је нуклеарна енергија генерално једно од најсигурнијих средстава за производњу енергије, када пође по злу, заиста пође по злу.

Несреће које укључују нуклеарну енергију првенствено су настале услед људских грешака, природних катастрофа или недостатака у дизајну. У исто време, сама технологија је једна од најрегулиранијих, еколошки и безбедносних индустрија на свету.

Раније дебате достигле су свој врхунац током 70-их и 80-их година и углавном су се односиле на пролиферацију нуклеарног оружја и безбедносне ризике индустрије. Али последњих неколико година дошло је до поновног оживљавања расправе везане за тему климатских промена.

Иако су многи поверовали обновљивој технологији за ублажавање климатских промена, они који су на про-нуклеарној страни расправе изнели су случај да је нуклеарна енергија најбољи начин за брзу декарбонизацију наше употребе енергије.

Нуклеарна енергија је извор енергије без угљеника, високе енергије и, упркос прошлим несрећама, вероватно сигурнија од производње енергије на бази нафте. Упркос томе, и даље је потенцијално опасно за људе и планету.

Поред тога, вађење и прерада уранијума је енергетски интензивно и високо загађује, што би могло надокнадити предности нуклеарне енергије. Такође постоје проблеми са сигурним складиштењем и одлагањем истрошеног нуклеарног горива.

Напредак је постигнут у складиштењу и рециклажи нуклеарног отпада. Електране новије генерације омогућавају да се велика већина овог отпада рециклира. Још једна занимљива статистика је да би сво истрошено гориво из сваке нуклеарне електране од 1950-их само напунило простор величине фудбалског терена до дубине од око 9 метара.

Већина овог отпада се безбедно складишти у високо регулисаним и надгледаним одлагалиштима. У већини случајева,99% овог отпада остаје радиоактиван мање од 300 година.

Остале забринутости око нуклеарне енергије укључују чињеницу да је скупа за развој, треба је градити у близини извора воде (СМР-ови могу бити изузетак) и да она црпи ресурсе из развоја обновљивих извора.

Као и свака дебата о било којој теми, и ми ћемо вам омогућити да сами донесете закључак по том питању. Али оно што је јасно је да с обзиром на све већу забринутост због климатских промена, мора постојати поштена и отворена расправа о предностима и недостацима нуклеарне енергије. Нуклеарна енергија може бити део решења.


Погледајте видео: JEK NEK Krško (Фебруар 2023).