Ядерная энергетика. Ядерная энергетика
 Скачать 16.46 Kb.
|
|
Ядерная энергетика. Атомная энергия – самая эффективная, экологичная и экономически выгодная Ее получают на атомной станции. Атомная электростанция-это сложное инженерное сооружение. Оно работает на основе самых современных технологий. Обычно на одной станции работает несколько реакторов. Каждый реактор с парогенератором и турбиной объединяются в один энергоблок. Атомная станция, из нескольких энергоблоков представляет собой целый комплекс зданий и может занимать территорию в несколько гектаров. Процесс получения атомной энергии состоит из нескольких стадий и называется ядерным топливным циклом. 1-я стадия – добыча топлива –урана, которая происходит разными способами: открытый-карьерный, подземный-шахтный. К сожалению в урановой руде мало чистого урана – меньше 1%. Чтобы добыть хотя бы 1 кг природного урана надо переработать тонны руды .После переработки уран готов к обогащению (это 2-й этап). Для обогащения урана используются центрифуги. Только обогащенный уран может служить топливом. Центрифуги – это устройства со стремительно вращающимся барабаном. Во вращающейся центрифуге потоки уранового газа разгоняются по окружности. При этом более тяжелые изотопы газа оказываются у стенок, а те, что полегче- скапливаются вокруг оси цилиндра. Для обогащения урана такая сортировка выполняется 1000 раз. На обогатительных заводах стоят сотни тысяч центрифуг, и такие цеха тянутся в 1 км. На следующем этапе ядерного топливного цикла из обогащенного урана производят урановые таблетки. Одна урановая таблетка весом 4,5 г и диаметром меньше наперстка, может дать столько же энергии, сколько получают при сжигании 400 кг угля.. Шести таких таблеток хватит, чтобы отапливать вашу квартиру в течение года. В процессе производства энергии в реакторе одновременно используют тысячи таких таблеток. Урановые таблетки помещают в металлическую трубу – тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ). ТВЭЛы для загрузки в реактор объединяют вместе по несколько десятков штук. Такая группа ТВЭЛов называется тепловыделяющей сборкой. Готовые тепловыделяющие сборки перевозят в специальных составах с завода на атомные станции. Именно в виде сборок ядерное топливо загружают в реактор на станции. В среднем в реактор загружается около 100 тонн ядерного топлива. После загрузки в реактор ТВЭЛ ы дают энергию в течение нескольких лет, после чего топливо нужно заменить на свежее. Основные части АЭС (см. по схеме): реактор, парогенератор, турбина, генератор и трансформатор. Сердцем атомной электростанции является ядерный реактор. После загрузки топлива в реакторе начинается цепная ядерная реакция. Во время этой реакции свободные нейтроны расщепляют ядра атомов урана. При этом высвобождается сила, которая связывала элементы атома воедино. Именно в этой силе и кроется источник энергии, которая нагревает воду в реакторе, превращая ее в пар. При расщеплении атомов урана высвобождаются новые нейтроны. Эти нейтроны продолжают реакцию до тех пор, пока не закончится все топливо. Поэтому эта реакция и называется цепной, т.е. самоподдерживающейся. Чтобы управлять ядерной реакцией используют специальные кадмиевые или из бора стержни (хорошо поглощают нейтроны). Если полностью опустить в реакторе эти стержни, то реакция вообще прекратиться. В ядерном реакторе имеются также замедлители нейтронов (тяжелая вода и графитовые стержни). Также из реактора выходит теплоноситель , для вывода энергии – это либо вода, либо жидкий натрий. Через 5-7 лет свежее ядерное топливо превращается в отработавшее и его выгружают из реакторов. Оно имеет значительную радиоактивность, поэтому, прежде чем отправлять его на переработку, его на несколько лет помещают в специальный бассейн, где дают ему остыть. После этого облученное топливо помещают в специальный высокопрочный контейнер и отправляют на переработку или хранение. Состав с такими контейнерами передвигается по особым маршрутам под усиленным контролем. |