JE: princip činnosti a zařízení. Historie JE

V polovině dvacátého století nejlépe mysli lidstva okamžitě pracovali na dvou úkolech: na vytvoření atomové bomby a také na tom, jak lze použít energii atomu pro mírové účely. Takže tam byly první jaderné elektrárny na světě. Jaký je princip fungování jaderných elektráren? A kde jsou na světě největší z těchto elektráren?

Historie a rysy jaderné energetiky

"Energie je všechno na hlavu" - tak můžete parafrázovat známé přísloví vzhledem k objektivní realitě 21. století. Každé nové kolo technologického pokroku potřebuje lidstvo stále více a více. Dnes je energie "mírového atomu" aktivně využívána v ekonomice a výrobě, a to nejen v energetickém sektoru.

Elektřina vyráběná na tzv. Jaderných elektrárnách (jejíž princip je velmi jednoduchý) je široce využíván v průmyslu, průzkumu vesmíru, medicíny a zemědělství.

Jaderná energie je odvětví těžkého průmyslu, které získává teplo a elektřinu z kinetické energie atomu.

Kdy se objevily první jaderné elektrárny? Princip fungování těchto elektráren Sovětští vědci studovali v 40. letech. Mimochodem, paralelně vynalezli i první atomovou bombu. Takto atom byl jak "mírumilovný", tak i smrtelný.

V roce 1948 IV Kurchatov navrhl, aby sovětská vláda zahájila přímou práci na těžbě atomové energie. O dva roky později v Sovětském svazu (ve městě Obninsk, oblast Kalugy) začíná stavba první jaderné elektrárny na planetě.

Princip fungování všech jaderné elektrárny je to podobné, ale to není těžké pochopit. To bude popsáno později.

JE: princip provozu (foto a popis)

Jádrem práce každé jaderné elektrárny je silná reakce, k níž dochází, když jaderné štěpení atom. V tomto procesu jsou nejčastěji zapojenými atomy uran-235 nebo plutonium. Jádro atomů dělí neutron, který spadá do nich zvenčí. V tomto případě vznikají nové neutrony, stejně jako štěpné fragmenty, které mají obrovskou kinetickou energii. Tato energie je hlavním a klíčovým produktem každé jaderné elektrárny

Je tedy možné popsat princip fungování reaktoru jaderné elektrárny. Na další fotografii můžete vidět, jak to vypadá zevnitř.

Existují tři hlavní typy jaderných reaktorů:

• vysoce výkonný kanálový reaktor (zkráceně jako RBMK);
• vodní reaktor (VVER);
• rychlý neutronový reaktor (BN).

Je vhodné popsat provozní princip JE jako celku. O tom, jak to funguje, bude popsáno v dalším článku.

Princip činnosti jaderné elektrárny (schéma)

Jaderná elektrárna pracuje za určitých podmínek a ve striktně předepsaných režimech. S výjimkou jaderného reaktoru (jedna nebo více), struktura JE zahrnuje další systémy, speciální zařízení a vysoce kvalifikovaný personál. Jaký je princip činnosti jaderné elektrárny? Stručně je to popsáno následovně.

Hlavním prvkem každé jaderné elektrárny je jaderný reaktor, ve kterém probíhají všechny hlavní procesy. O tom, co se děje v reaktoru, jsme napsali v předchozí části. Jaderné palivo (zpravidla nejčastěji jde o uran) ve formě malých černých tablet, které byly do tohoto obrovského hrnce vloženy.

Energie uvolňovaná během reakcí, které se vyskytují v atomovém reaktoru, se přemění na teplo a přenese se na nosič tepla (obvykle voda). Stojí za zmínku, že chladicí kapalina v tomto procesu přijímá určitou dávku záření.

Poté se teplo z chladicí kapaliny převádí na obyčejnou vodu (přes speciální zařízení - výměníky tepla), které v důsledku toho varí. Vodní pára, která se v tomto případě tvoří, otáčí turbínu. Generátor je připojen k generátoru, který generuje elektrickou energii.

Podle principu provozu JE je tedy stejná tepelná elektrárna. Jediný rozdíl je, jakým způsobem se vytváří pára.

Geografie jaderné energetiky

Prvních pět zemí produkce jaderné energie je následující:

1. USA.
2. Francie.
3. Japonsko.
4. Rusko.
5. Jižní Korea.

Současně Spojené státy produkují přibližně 864 miliardy kWh ročně a produkují až 20% světové elektřiny.

Celkově 31 států provozuje jaderné elektrárny na světě. Ze všech kontinentů planety jsou pouze dva (Antarktida a Austrálie) zcela zbaveny atomové energie.

K dnešnímu dni je na světě 388 jaderných reaktorů. Je pravda, že 45 z nich již za rok a půl nezískalo elektřinu. Většina jaderných reaktorů se nachází v Japonsku a ve Spojených státech. Jejich úplná geografie je znázorněna na následující mapě. Zelené země jsou označené země s provozem jaderných reaktorů, jejich celkový počet v konkrétním stavu je také uveden.

Rozvoj jaderné energetiky v různých zemích

Obecně platí, že od roku 2014 došlo k obecnému poklesu vývoje jaderné energie. Vedoucími osobami při výstavbě nových jaderných reaktorů jsou tři země: Rusko, Indie a Čína. Navíc řada států, které nemají jaderné elektrárny, plánuje v blízké budoucnosti je stavět. Mezi ně patří Kazachstán, Mongolsko, Indonésie, Saúdská Arábie a řada zemí v severní Africe.

Na druhou stranu řada států stanovila postup k postupnému snižování počtu jaderných elektráren. Mezi ně patří Německo, Belgie a Švýcarsko. A v některých zemích (Itálie, Rakousko, Dánsko, Uruguay) je jaderná energie zakázána na legislativní úrovni.

Hlavní problémy jaderné energetiky

S vývojem jaderné energie existuje jeden významný environmentální problém. Jedná se o tzv. Tepelné znečištění životního prostředí. Takže podle mnoha odborníků jaderné elektrárny vyrábějí více tepla než tepelné elektrárny stejné kapacity. Zvláště nebezpečná je tepelná kontaminace vody, která ruší přírodních podmínek život biologických organismů a vede ke smrti mnoha druhů ryb.

Dalším akutním problémem spojeným s jadernou energií je jaderná bezpečnost obecně. Poprvé lidstvo vážně uvažovalo o tomto problému po katastrofě v Černobyle v roce 1986. Provozní princip jaderné elektrárny v Černobylu nebyl výrazně odlišný od fungování jiných jaderných elektráren. To ji však nezachránilo z vážné a vážné nehody, která měla velmi vážné důsledky pro celou východní Evropu.

A nebezpečí jaderné energie se neomezuje pouze na možné technogenické nehody. Velké problémy přicházejí s likvidací jaderného odpadu.

Výhody jaderné energie

Nicméně zastánci vývoje jaderné energie také nazývají zjevné výhody jaderných elektráren. Světová jaderná asociace proto nedávno zveřejnila svou zprávu s velmi zajímavými údaji. Podle něj počet lidských obětí doprovázejících výrobu jedné gigawatty elektřiny v jaderných elektrárnách je 43krát nižší než v tradičních tepelných elektrárnách.

Existují další, ne méně důležité, výhody. Konkrétně:

• nízká produkce elektřiny;
• ekologická čistota jaderné energie (kromě znečištění termální vody);
• neexistence přísného georeferencování jaderných elektráren na velké zdroje paliva.

Namísto závěru

V roce 1950 byla postavena první jaderná elektrárna na světě. Principem provozu jaderných elektráren je rozdělení atomu na neutron. Výsledkem tohoto procesu je uvolnění velkého množství energie.

Zdá se, že jaderná energie je výjimečný přínos pro lidstvo. Historie se však ukázala jinak. Zejména dvě hlavní tragédie - nehoda v sovětské jaderné elektrárně v Černobylu v roce 1986 a nehoda v japonské elektrárně Fukushima-1 v roce 2011 - prokázaly nebezpečí, že "pokojný" atom nese sám. A mnoho zemí světa dnes začalo uvažovat o částečném nebo dokonce úplném opuštění jaderné energie.