Στα μέσα του εικοστού αιώνα επιμένουν τα καλύτερα μυαλά της ανθρωπότηταςεργάστηκε αμέσως σε δύο καθήκοντα: στη δημιουργία μιας ατομικής βόμβας, αλλά και στον τρόπο με τον οποίο μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει την ενέργεια ενός ατόμου για ειρηνικούς σκοπούς. Έτσι υπήρχαν οι πρώτοι πυρηνικοί σταθμοί στον κόσμο. Ποια είναι η αρχή της λειτουργίας των πυρηνικών σταθμών; Και πού στον κόσμο είναι ο μεγαλύτερος από αυτούς τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που βρίσκονται;
"Η ενέργεια είναι όλα στο κεφάλι" - έτσι είναι δυνατόπαραφράζω μια περίφημη παροιμία, δεδομένων των αντικειμενικών πραγματικοτήτων του 21ου αιώνα. Με κάθε νέο γύρο τεχνολογικής προόδου, η ανθρωπότητα χρειάζεται όλο και περισσότερο. Σήμερα, η ενέργεια του "ειρηνικού ατόμου" χρησιμοποιείται ενεργά στην οικονομία και την παραγωγή, και όχι μόνο στον ενεργειακό τομέα.
Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται στους λεγόμενους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής (η αρχή της οποίας είναι πολύ απλή στη φύση) χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, στην εξερεύνηση του διαστήματος, στην ιατρική και στη γεωργία.
Η πυρηνική ενέργεια είναι η βιομηχανία βαριάς βιομηχανίας που εξάγει θερμότητα και ηλεκτρισμό από την κινητική ενέργεια ενός ατόμου.
Πότε εμφανίστηκαν οι πρώτοι πυρηνικοί σταθμοί; Η αρχή της λειτουργίας αυτών των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Σοβιετικοί επιστήμονες μελέτησαν στη δεκαετία του '40. Παρεμπιπτόντως, παράλληλα εφευρέθηκαν και η πρώτη ατομική βόμβα. Έτσι, το άτομο ήταν και "ειρηνικό" και θανατηφόρο.
Το 1948 Ι.ν. Ο Kurchatov πρότεινε ότι η σοβιετική κυβέρνηση αρχίζει να διεξάγει άμεση εργασία για την εξαγωγή της ατομικής ενέργειας. Δύο χρόνια αργότερα στη Σοβιετική Ένωση (στην πόλη Obninsk, στην περιοχή Kaluga) αρχίζει η κατασκευή του πρώτου πυρηνικού σταθμού στον πλανήτη.
Η αρχή της λειτουργίας όλων των πυρηνικών σταθμών είναι παρόμοια, αλλά δεν είναι δύσκολο να την κατανοήσουμε. Αυτό θα συζητηθεί αργότερα.
Το έργο οποιουδήποτε πυρηνικού σταθμούβρίσκεται μια ισχυρή αντίδραση που συμβαίνει όταν διαιρείται ο ατομικός πυρήνας. Σε αυτή τη διαδικασία, τα πιο συχνά εμπλεκόμενα άτομα είναι ουράνιο-235 ή πλουτώνιο. Ο πυρήνας των ατόμων διαιρεί το νετρόνιο, το οποίο πέφτει μέσα τους από το εξωτερικό. Αυτό δημιουργεί νέες νετρόνια και τα θραύσματα σχάσης, τα οποία έχουν τεράστια κινητική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια είναι το βασικό και βασικό προϊόν κάθε πυρηνικής μονάδας
Επομένως, είναι δυνατόν να περιγραφεί η αρχή λειτουργίας ενός αντιδραστήρα πυρηνικού σταθμού. Στην επόμενη φωτογραφία μπορείτε να δείτε πώς φαίνεται από μέσα.
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι πυρηνικών αντιδραστήρων:
Αξίζει να περιγραφεί η αρχή λειτουργίας του πυρηνικού σταθμού στο σύνολό του. Σχετικά με το πώς λειτουργεί, θα συζητηθεί στο επόμενο άρθρο.
Ο πυρηνικός σταθμός λειτουργεί μερικάσυνθήκες και σε αυστηρά καθορισμένους τρόπους. Εκτός από έναν πυρηνικό αντιδραστήρα (έναν ή περισσότερους), η δομή του πυρηνικού σταθμού περιλαμβάνει άλλα συστήματα, ειδικές εγκαταστάσεις και προσωπικό υψηλής εξειδίκευσης. Ποια είναι η αρχή λειτουργίας του πυρηνικού σταθμού; Εν συντομία μπορεί να περιγραφεί ως εξής.
Το κύριο στοιχείο κάθε πυρηνικού σταθμού είναι πυρηνικός αντιδραστήρας,στην οποία συμβαίνουν όλες οι βασικές διαδικασίες. Σχετικά με το τι συμβαίνει στον αντιδραστήρα, γράψαμε στο προηγούμενο τμήμα. Το πυρηνικό καύσιμο (κατά κανόνα, το πιο συχνά είναι ουράνιο) με τη μορφή μικρών μαύρων δισκίων τροφοδοτείται σε αυτό το τεράστιο καζάνι.
Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων,που συμβαίνει σε έναν ατομικό αντιδραστήρα, μετατρέπεται σε θερμότητα και μεταφέρεται στον φορέα θερμότητας (συνήθως νερό). Αξίζει να σημειωθεί ότι το ψυκτικό σε αυτή τη διαδικασία λαμβάνει μια ορισμένη δόση ακτινοβολίας.
Περαιτέρω, η θερμότητα από το ψυκτικό μεταφέρεται στο συμβατικόνερό (μέσω ειδικών συσκευών - εναλλάκτες θερμότητας), που ως αποτέλεσμα αυτού βράζει. Ο υδρατμός, ο οποίος σχηματίζει σ 'αυτήν την περίπτωση, περιστρέφει τον στρόβιλο. Η γεννήτρια συνδέεται με την τελευταία, η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Έτσι, σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας της ΝΕΠ, είναι ο ίδιος θερμοηλεκτρικός σταθμός. Η μόνη διαφορά είναι με ποιο τρόπο σχηματίζεται ο ατμός.
Οι πέντε πρώτες χώρες παραγωγής πυρηνικής ενέργειας έχουν ως εξής:
Ταυτόχρονα, οι Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, που παράγουν περίπου 864 δισεκατομμύρια kWh ετησίως, παράγουν έως και 20% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας.
Συνολικά, 31 κράτη λειτουργούν πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο. Από όλες τις ηπείρους του πλανήτη, μόνο δύο (Ανταρκτική και Αυστραλία) είναι εντελώς απαλλαγμένες από την ατομική ενέργεια.
Για σήμερα στις παγκόσμιες λειτουργίες 388πυρηνικούς αντιδραστήρες. Είναι αλήθεια ότι 45 από αυτούς δεν έχουν παράγει ηλεκτρισμό για ένα και ενάμιση χρόνο ήδη. Οι περισσότεροι πυρηνικοί αντιδραστήρες βρίσκονται στην Ιαπωνία και στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η πλήρης γεωγραφία τους αντιπροσωπεύεται στον ακόλουθο χάρτη. Οι πράσινες χώρες είναι χώρες με πυρηνικούς αντιδραστήρες που λειτουργούν, ο συνολικός αριθμός τους σε μια συγκεκριμένη κατάσταση αναφέρεται επίσης.
Σε γενικές γραμμές, από το 2014 στην ανάπτυξηη βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας αντιμετωπίζει γενική παρακμή. Οι ηγέτες στην κατασκευή νέων πυρηνικών αντιδραστήρων είναι τρεις χώρες: η Ρωσία, η Ινδία και η Κίνα. Επιπλέον, ορισμένα κράτη που δεν διαθέτουν πυρηνικούς σταθμούς σχεδιάζουν να τα κατασκευάσουν στο εγγύς μέλλον. Αυτά περιλαμβάνουν το Καζακστάν, τη Μογγολία, την Ινδονησία, τη Σαουδική Αραβία και ορισμένες χώρες στη Βόρεια Αφρική.
Από την άλλη πλευρά, μια σειρά κρατώνσταδιακή μείωση του αριθμού των σταθμών πυρηνικής ενέργειας. Αυτές περιλαμβάνουν τη Γερμανία, το Βέλγιο και την Ελβετία. Και σε ορισμένες χώρες (Ιταλία, Αυστρία, Δανία, Ουρουγουάη) η πυρηνική ενέργεια απαγορεύεται σε νομοθετικό επίπεδο.
Με την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, έναένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα. Αυτή είναι η λεγόμενη θερμική ρύπανση του περιβάλλοντος. Έτσι, σύμφωνα με πολλούς εμπειρογνώμονες, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής παράγουν περισσότερη θερμότητα από τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς της ίδιας δυναμικότητας. Ιδιαίτερα επικίνδυνη είναι η θερμική ρύπανση του νερού, η οποία παραβιάζει τις φυσικές συνθήκες ζωής των βιολογικών οργανισμών και οδηγεί στον θάνατο πολλών ειδών ψαριών.
Ένα άλλο οξύ πρόβλημα που σχετίζεται με το ατομικόενέργειας, αφορά γενικά την πυρηνική ασφάλεια. Για πρώτη φορά, η ανθρωπότητα εξέτασε σοβαρά αυτό το πρόβλημα μετά την καταστροφή του Τσερνομπίλ το 1986. Η αρχή λειτουργίας του πυρηνικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής του Τσερνομπίλ δεν ήταν πολύ διαφορετική από αυτή των άλλων πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Ωστόσο, αυτό δεν την έσωσε από σοβαρό και σοβαρό ατύχημα, το οποίο είχε πολύ σοβαρές συνέπειες για ολόκληρη την Ανατολική Ευρώπη.
Και ο κίνδυνος πυρηνικής ενέργειας δεν περιορίζεται μόνο σε πιθανά τεχνολογικά ατυχήματα. Έτσι, προκύπτουν μεγάλα προβλήματα με τη διάθεση των πυρηνικών αποβλήτων.
Παρ 'όλα αυτά, υποστηρικτές της πυρηνικήςτην ενεργειακή βιομηχανία και τα προφανή πλεονεκτήματα των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Έτσι, ειδικότερα, ο Παγκόσμιος Πυρηνικός Σύνδεσμος δημοσίευσε πρόσφατα την έκθεσή του με πολύ ενδιαφέροντα στοιχεία. Σύμφωνα με τον ίδιο, ο αριθμός των ανθρώπινων θυμάτων που συνοδεύουν την παραγωγή ενός gigawatt ηλεκτρικής ενέργειας σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής είναι 43 φορές μικρότερος από ό, τι στους παραδοσιακούς θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.
Υπάρχουν άλλα, όχι λιγότερο σημαντικά, πλεονεκτήματα. Δηλαδή:
Το 1950, κατασκευάστηκε ο πρώτος πυρηνικός σταθμός στον κόσμο.Η αρχή της λειτουργίας των μονάδων πυρηνικής ενέργειας είναι να διαιρέσουν το άτομο με ένα νετρόνιο. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, απελευθερώνεται τεράστια ποσότητα ενέργειας.
Φαίνεται ότι η πυρηνική ενέργεια είναιένα εξαιρετικό αγαθό για την ανθρωπότητα. Ωστόσο, η ιστορία έχει αποδείξει το αντίθετο. Συγκεκριμένα, δύο μεγάλες τραγωδία - το ατύχημα στο πυρηνικό εργοστάσιο Σοβιετική Τσερνομπίλ το 1986 και το ατύχημα στο ιαπωνικό εργοστάσιο της Φουκουσίμα-1 το 2011 - κατέδειξαν τους κινδύνους που τίθενται από την «ειρηνική» άτομο. Και πολλές χώρες του κόσμου σήμερα άρχισαν να σκέφτονται για μερική ή και πλήρη εγκατάλειψη της πυρηνικής ενέργειας.
