Kärnkraftverk. Ukrainas kärnkraftverk. Kärnkraftverk i Ryssland

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Människhetens moderna energibehov växer i en gigantisk takt. Dess förbrukning för att belysa städer, för industriella och andra behov i den nationella ekonomin ökar. Följaktligen släpps mer och mer sot från förbränning av kol och eldningsolja ut i atmosfären och växthuseffekten ökar. Dessutom har det de senaste åren pratats mer och mer om introduktionen av elfordon, vilket också kommer att bidra till att elförbrukningen ökar.

Tyvärr kan miljövänliga HPP inte täcka sådana gigantiska behov, och en ytterligare ökning av antalet värmekraftverk och värmekraftverk är helt enkelt inte tillrådligt. Vad ska man göra i det här fallet? Och det finns inte mycket att välja på: kärnkraftverk, om de drivs på rätt sätt, är en utmärkt väg ut ur energiåterläget.

Trots vad som hände i Tjernobyl, till och medMedvetna om japanernas senaste misslyckanden inser forskare runt om i världen att den fredliga atomen är den enda lösningen på den annalkande energikrisen idag. Allmänt annonserade alternativa energikällor ger inte ens en hundradel av den mängd el som världen behöver varje dag.

Dessutom orsakade inte ens explosionen av kärnkraftverket i Tjernobyl ens en hundradel av skadorna på miljön, vilket noteras även med en katastrof på en oljeplattform. BP-incidenten är en tydlig bekräftelse på detta.

Principen för driften av en kärnreaktor

Värmekällan är bränsleelement - TVEL. I själva verket är dessa rör gjorda av zirkoniumlegering, som är något föremål för degeneration även i zonen för aktiv klyvning av atomer. Inuti placeras tabletter av urandioxid eller korn av en legering av uran och molybden. Inuti reaktorn är dessa rör sammansatta till enheter som var och en innehåller 18 bränsleelement.

Tot alt kan det bli nästan tvåtusen sammansättningar, och de placeras i kanaler inuti grafitmurverket. Den frigjorda värmen samlas upp med hjälp av ett kylmedel och i moderna kärnkraftverk finns två cirkulationskretsar. I den andra av dem interagerar inte vatten med reaktorkärnan på något sätt, vilket avsevärt ökar säkerheten för strukturen som helhet. Själva reaktorn är placerad i ett schakt och en speciell kapsel skapas för grafitmurverk av samma zirkoniumlegering (30 mm tjock).

Hela strukturen vilar på en extremt massiv bas av höghållfast betong, under vilken poolen är placerad. Det tjänar till att kyla kärnkraftenbränsle i händelse av en olycka.

Funktionsprincipen är enkel: bränsleelement värms upp, värmen från dem överförs till den primära kylvätskan (flytande natrium, deuterium), varefter energin överförs till den sekundära kretsen, inuti vilken vatten cirkulerar under enorm press. Det kokar omedelbart, och ångan snurrar generatorernas turbiner. Därefter kommer ångan in i kondenseringsanordningarna, övergår igen till ett flytande tillstånd, varefter den återigen skickas till den sekundära kretsen.

Skapelsens historia

Under andra hälften av 1940-talet gjordes alla ansträngningar i Sovjetunionen för att skapa projekt som involverade fredlig användning av atomenergi. Den berömda akademikern Kurchatov, som talade vid ett regelbundet möte i SUKP:s centralkommitté, lade fram ett förslag om att använda atomenergi för att generera elektricitet, vilket landet, som återhämtade sig från ett fruktansvärt krig, var i stort behov av.

År 1950 började bygget av ett kärnkraftverk (förresten det första i världen), som anlades i byn Obninskoye i Kaluga-regionen. Fyra år senare lanserades denna station, som hade en kapacitet på 5 MW, framgångsrikt. Det unika med evenemanget ligger också i det faktum att vårt land blev den första staten i världen som effektivt lyckades använda atomen uteslutande för fredliga ändamål.

Fortsätt arbeta

Redan 1958 började arbetet med utformningen av det sibiriska kärnkraftverket. Designkapaciteten ökade omedelbart med 20 gånger och uppgick till 100 MW. Men det unika med situationen ligger inte ens i detta. När stationen överlämnades var dess avkastning 600 MW. Forskare i bara ett parår har lyckats förbättra projektet så mycket, och ganska nyligen verkade en sådan prestation helt omöjlig.

Men kärnkraftverken i unionens vidder växte då inte värre än svampar. Så, ett par år efter det sibiriska kärnkraftverket, lanserades kärnkraftverket Beloyarsk. Snart byggdes en station i Voronezh. 1976 togs kärnkraftverket i Kursk i drift, vars reaktorer moderniserades på allvar 2004.

I allmänhet byggdes kärnkraftverk på ett planerat sätt under hela efterkrigstiden. Endast Tjernobyl-katastrofen kunde bromsa denna process.

Hur det var utomlands

Det bör inte antas att sådan utveckling uteslutande genomfördes i vårt land. Britterna var väl medvetna om hur viktiga kärnkraftverk kunde vara och arbetade därför aktivt i denna riktning. Så redan 1952 startade de sitt eget projekt för att utveckla och bygga kärnkraftverk. Fyra år senare blev staden Calder Hall den första engelska kärnkraftsstaden med ett eget kraftverk på 46 MW. 1955 togs ett kärnkraftverk högtidligt i drift i den amerikanska staden Shippingport. Dess effekt var lika med 60 MW. Sedan dess har kärnkraftverk börjat sin triumfmarsch runt världen.

Hot mot fredlig atom

Den första eufori från att tämja atomen ersattes snart av ångest och rädsla. Naturligtvis var kärnkraftverket i Tjernobyl den allvarligaste katastrofen, men det fanns Mayak-anläggningen, olyckor med kärnreaktorer i atomubåtar, liksom andra incidenter, av vilka många förmodligen aldrig kommer att få reda på. Konsekvenserna av dessa olyckortvingade människor att tänka på att höja kulturnivån i användningen av atomenergi. Dessutom insåg mänskligheten återigen att de inte kunde stå emot naturens elementära krafter.

Många världsvetenskapsmän har diskuterat under lång tid hur man kan göra kärnkraftverk säkrare. I Moskva 1989 sammankallades en världsförsamling, baserat på resultaten från mötet drogs slutsatser om behovet av att radik alt skärpa kontrollen över kärnkraften.

I dag övervakar globala samhällen noga hur alla dessa avtal följs. Men ingen mängd observationer och kontroll kan rädda från naturkatastrofer eller banal dumhet. Detta bekräftades återigen av olyckan vid Fukushima-1, som ett resultat av vilken hundratals miljoner ton radioaktivt vatten har spillts ut i Stilla havet. Generellt sett har Japan, där kärnkraftverket är det enda sättet att förse industrins och befolkningens gigantiska behov med elektricitet, inte övergivit kärnkraftverksbyggandet.

Klassificering

Alla kärnkraftverk kan klassificeras efter vilken typ av energi som produceras, såväl som enligt modellen för deras reaktor. Säkerhetsgraden, typen av konstruktion samt andra viktiga parametrar beaktas också.

Så här klassificeras de efter vilken typ av energi som produceras:

• Kärnkraftverk. Den enda energi de genererar är elektricitet.
• Kärnkraftverk. Utöver el genererar dessa anläggningar även värme, vilket gör dem särskilt värdefulla för utbyggnad i norra städer. Där driften av ett kärnkraftverkgör det möjligt att kraftigt minska regionens beroende av bränsletillförsel från andra regioner.

Använt bränsle och andra egenskaper

De vanligaste är kärnreaktorer som använder anrikat uran som bränsle. Kylvätskan är lätt vatten. Sådana reaktorer kallas lättvattenreaktorer, och det finns två typer av dem. I det första fallet bildas ångan som används för att rotera turbinerna i reaktorhärden.

För bildandet av ånga i det andra fallet används ett kylflänssystem, på grund av vilket vatten inte kommer in i kärnan. Förresten började utvecklingen av detta system redan på 50-talet av förra seklet, och den amerikanska militära utvecklingen fungerade som grunden för det. Ungefär samtidigt utvecklade Sovjetunionen en reaktor av den första typen, men med ett modereringssystem, i vilken roll grafitstavar användes.

Så här såg den gaskylda reaktorn ut, som används av många kärnkraftverk i Ryssland. Den snabba accelerationen av byggandet av stationer av just denna modell berodde på det faktum att reaktorerna producerade plutonium av vapenkvalitet som en biprodukt. Dessutom är även vanligt naturligt uran, vars fyndigheter i vårt land är mycket stora, lämplig som bränsle för denna sort.

En annan typ av reaktor som är ganska utbredd runt om i världen är tungvattenmodellen som drivs av naturligt uran. Till en början skapades sådana modeller av nästan alla länder som hade tillgång till kärnreaktorer, menidag är endast Kanada bland deras exploatörer, i vars tarmar det finns de rikaste fyndigheterna av naturligt uran.

Hur har reaktorer förbättrats?

För det första användes vanligt stål för tillverkning av bränslestavsbeklädnader och cirkulationskanaler. Då var det ännu inte känt om zirkoniumlegeringar, som är mycket bättre lämpade för sådana ändamål. Reaktorn kyldes med vatten tillfört under ett tryck på 10 atmosfärer.

Ångan som släpptes samtidigt hade en temperatur på 280 grader. Alla kanaler som bränslestavarna låg i gjordes borttagbara, eftersom de måste bytas ut relativt ofta. Faktum är att i kärnbränslets aktivitetszon utsätts material ganska snabbt för deformation och förstörelse. Faktum är att de strukturella elementen i kärnan är designade för 30 år, men i sådana fall är optimism oacceptabelt.

Bränslestavar

I det här fallet bestämde sig forskarna för att använda en variant med ensidig rörformig kylning. Denna design minskar dramatiskt risken för att klyvningsprodukter kommer in i värmeväxlingskretsen även i händelse av skada på bränsleelementet. Samma kärnbränsle är en legering av uran och molybden. Denna lösning gjorde det möjligt att skapa relativt billig och pålitlig utrustning som kan fungera stabilt även vid avsevärt förhöjda temperaturer.

Tjernobyl

Konstigt som det kan tyckas, men det ökända Tjernobyl, vars kärnkraftverk blev en symbol för förra seklets katastrofer som skapats av människor, var en verklig triumf för vetenskapen. På den tiden användes den mest avancerade tekniken i dess konstruktion och design. Enbart reaktorns effekt nådde 3200 MW. Bränslet var också nytt: anrikad naturlig urandioxid användes för första gången vid kärnkraftverket i Tjernobyl. Ett ton sådant bränsle innehåller endast 20 kilo uran-235. Tot alt laddades 180 ton urandioxid i reaktorn. Det är fortfarande inte känt exakt vem och i vilket syfte som bestämde sig för att genomföra ett experiment på stationen som stred mot alla tänkbara säkerhetsregler.

Kärnkraftverk i Ryssland

Om det inte vore för Tjernobyl-katastrofen, i vårt land (mest troligt) skulle programmet för det bredaste och mest utbredda bygget av kärnkraftverk fortfarande fortsätta. I vilket fall som helst var detta den strategi som planerades i Sovjetunionen.

I allmänhet, omedelbart efter Tjernobyl, började många program dras ner kraftigt, vilket omedelbart ledde till en ökning av priserna för många "miljövänliga" kvaliteter av värmebärare. I många områden tvingades de återgå till byggandet av värmekraftverk, som (inklusive) till och med arbetar på kol, och fortsätter att förorena atmosfären i storstäderna monstruöst.

I mitten av 2000-talet insåg regeringen ändå behovet av att utveckla kärnkraftsprogrammet, eftersom det utan det helt enkelt skulle vara omöjligt att förse många regioner i vårt land med den mängd energi som krävs.

Hur många kärnkraftverk har vi i vårt land idag? Bara tio. Ja, alla dessa är ryska kärnkraftverk. Men även detta antal genererar mer än 16 % av den energi som förbrukasvåra medborgare. Kapaciteten för alla 33 kraftenheter som fungerar som en del av dessa kärnkraftverk är 25,2 GW. Nästan 37 % av elbehovet i våra nordliga regioner täcks av kärnkraftverk.

En av de mest kända är kärnkraftverket i Leningrad, byggt 1973. För närvarande pågår en intensiv konstruktion av den andra etappen, vilket kommer att göra det möjligt att öka uteffekten (4 tusen MW) minst två gånger.

ukrainska kärnkraftverk

Sovjetunionen gjorde mycket, bland annat för utvecklingen av energi i de fackliga republikerna. Sålunda fick Litauen en gång inte bara en utmärkt infrastruktur och många industriföretag, utan också Ignalina NPP, som fram till 2005 var en riktig "Pockmarked Chicken", som försåg nästan hela Östersjöregionen med billig (och sin egen!) Energi.

Men huvudgåvan gavs till Ukraina, som fick fyra kraftverk samtidigt. Zaporozhye kärnkraftverk är generellt det mest kraftfulla i Europa och levererar 6 GW energi på en gång. I allmänhet ger Ukrainas kärnkraftverk möjligheten att självständigt förse sig med elektricitet, vilket Litauen inte längre kan skryta med.

Nu fungerar alla samma fyra stationer: Zaporozhye, Rivne, South-Ukrainian och Khmelnitsky. Tvärtemot vad många tror, fortsatte det tredje blocket av kärnkraftverket i Tjernobyl att fungera fram till 2000, och försörjde regelbundet regionen med elektricitet. För närvarande produceras 46 % av all ukrainsk el av ukrainska kärnkraftverk.

Konstiga politiska ambitioner hos myndigheterna i landet ledde till att det 2011 varbeslut fattades om att ersätta ryska bränsleelement med amerikanska. Experimentet misslyckades fullständigt och nästan 200 miljoner dollar i skada orsakades den ukrainska industrin.

Prospects

Idag minns fördelarna med den fredliga atomen igen över hela världen. En hel stad kan försörjas med energi från ett litet och primitivt kärnkraftverk, som förbrukar cirka 2 ton bränsle per år. Hur mycket gas eller kol kommer att behöva förbrännas under samma period? Så utsikterna för tekniken är enorma: traditionella energislag växer ständigt i pris, och deras antal minskar.