NPP: çalışma prensibi ve cihaz. Nükleer santrallerin kuruluş tarihi

2024 Yazar: Henry Conors | [email protected]. Son düzenleme: 2024-02-12 14:10

Yirminci yüzyılın ortalarında, insanlığın en iyi beyinleri aynı anda iki görev üzerinde çok çalıştılar: bir atom bombasının yaratılması ve ayrıca atomun enerjisinin barışçıl amaçlar için nasıl kullanılacağı. Dünyanın ilk nükleer santralleri böyle ortaya çıktı. Nükleer santralin çalışma prensibi nedir? Ve bu santrallerin en büyüğü dünyanın neresinde bulunuyor?

Nükleer enerjinin tarihi ve özellikleri

"Enerji her şeyin başıdır" - 21. yüzyılın nesnel gerçekleri göz önüne alındığında, iyi bilinen bir atasözünü bu şekilde yorumlayabilirsiniz. Her yeni teknolojik ilerleme turuyla, insanlığın artan bir miktarına ihtiyacı var. Günümüzde "barışçıl atom"un enerjisi sadece enerji sektöründe değil, ekonomide ve üretimde de aktif olarak kullanılmaktadır.

Sözde nükleer santraller tarafından üretilen (çok basit bir prensiple çalışan) elektrik, endüstride, uzay araştırmalarında, tıpta ve tarımda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Nükleer enerji, atomun kinetik enerjisinden ısı ve elektrik çıkaran bir ağır sanayi dalıdır.

Ne zaman ortaya çıktılarilk nükleer santraller? Sovyet bilim adamları, 40'lı yıllarda bu tür santrallerin çalışma prensibini incelediler. Bu arada, paralel olarak ilk atom bombasını da icat ettiler. Böylece atom hem "huzurlu" hem de ölümcüldü.

1948'de I. V. Kurchatov, Sovyet hükümetinin atom enerjisinin çıkarılması konusunda doğrudan çalışmalar yürütmeye başlamasını önerdi. İki yıl sonra, Sovyetler Birliği'nde (Obninsk şehrinde, Kaluga bölgesinde), gezegendeki ilk nükleer santralin inşaatı başladı.

Tüm nükleer santrallerin çalışma prensibi benzerdir ve bunu anlamak hiç de zor değildir. Bu daha fazla tartışılacaktır.

NPP: çalışma prensibi (fotoğraf ve açıklama)

Herhangi bir nükleer santralin çalışması, bir atomun çekirdeğinin bölünmesi sırasında meydana gelen güçlü bir reaksiyona dayanır. Uranyum-235 veya plütonyum atomları en çok bu sürece dahil olur. Atomların çekirdeği, kendilerine dışarıdan giren nötronu böler. Bu durumda, büyük bir kinetik enerjiye sahip fisyon parçalarının yanı sıra yeni nötronlar üretilir. Sadece bu enerji, herhangi bir nükleer santralin ana ve anahtar ürünüdür

Bir nükleer santral reaktörünün çalışma prensibini bu şekilde tanımlayabilirsiniz. Bir sonraki fotoğrafta içeriden nasıl göründüğünü görebilirsiniz.

Üç ana nükleer reaktör türü vardır:

• yüksek güçlü kanal reaktörü (RBMK olarak kıs altılır);
• basınçlı su reaktörü (VVER);
• hızlı nötron reaktörü (FN).

Ayrı olarak, nükleer santrallerin bir bütün olarak çalışma prensibini açıklamaya değer. Nasıl çalıştığı tartışılacak.bir sonraki makalede.

NPP çalışma prensibi (şema)

Nükleer santral belirli koşullar altında ve kesin olarak tanımlanmış modlarda çalışır. Bir nükleer reaktöre (bir veya daha fazla) ek olarak, bir nükleer santralin yapısı diğer sistemleri, özel tesisleri ve yüksek nitelikli personeli içerir. Nükleer santrallerin çalışma prensibi nedir? Kısaca şu şekilde tarif edilebilir.

Herhangi bir nükleer santralin ana unsuru, tüm ana süreçlerin gerçekleştiği bir nükleer reaktördür. Reaktörde neler olduğunu bir önceki bölümde yazmıştık. Küçük siyah topaklar şeklindeki nükleer yakıt (genellikle uranyum) bu devasa kazana beslenir.

Bir nükleer reaktörde gerçekleşen reaksiyonlar sırasında açığa çıkan enerji, ısıya dönüştürülür ve soğutucuya (genellikle suya) aktarılır. Bu işlem sırasında soğutucunun da belirli bir doz radyasyon aldığına dikkat edilmelidir.

Ayrıca, soğutucudan gelen ısı, sonuç olarak kaynayan normal suya (özel cihazlar - ısı eşanjörleri aracılığıyla) aktarılır. Ortaya çıkan su buharı türbini çalıştırır. İkincisine elektrik enerjisi üreten bir jeneratör bağlanır.

Dolayısıyla, bir nükleer santralin çalışma prensibine göre, bu aynı termik santraldir. Tek fark, buharın nasıl üretildiğidir.

Nükleer enerjinin coğrafyası

Nükleer enerji üretiminde ilk beş ülke aşağıdaki gibidir:

1. ABD.
2. Fransa.
3. Japonya.
4. Rusya.
5. Güney Kore.

Aynı zamanda, Amerika Birleşik Devletleri yılda yaklaşık 864 milyar kWh üreterek dünya elektriğinin %20'sini üretiyor.

Dünyada toplam 31 eyalet nükleer santral işletiyor. Gezegenin tüm kıtalarından sadece ikisi (Antarktika ve Avustralya) nükleer enerjiden tamamen arınmış durumda.

Bugün dünyada çalışan 388 nükleer reaktör var. Doğru, 45 tanesi bir buçuk yıldır elektrik üretmiyor. Nükleer reaktörlerin çoğu Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunmaktadır. Tam coğrafyaları aşağıdaki haritada sunulmaktadır. Nükleer reaktör işleten ülkeler yeşil renkle işaretlenmiştir, belirli bir eyaletteki toplam sayıları da belirtilmiştir.

Farklı ülkelerde nükleer enerjinin gelişimi

Genel olarak, 2014 itibariyle nükleer enerjinin gelişiminde genel bir düşüş var. Yeni nükleer reaktörlerin yapımında liderler üç ülke: Rusya, Hindistan ve Çin. Ayrıca nükleer santrali olmayan bazı devletler de yakın gelecekte bunları inşa etmeyi planlıyor. Bunlara Kazakistan, Moğolistan, Endonezya, Suudi Arabistan ve bir dizi Kuzey Afrika ülkesi dahildir.

Öte yandan, bazı eyaletler nükleer santrallerin sayısında kademeli bir azalmaya başladı. Bunlar Almanya, Belçika ve İsviçre'dir. Ve bazı ülkelerde (İtalya, Avusturya, Danimarka, Uruguay) nükleer enerji yasama düzeyinde yasaklanmıştır.

Nükleer enerjinin temel sorunları

Nükleer enerjinin gelişimiyle ilişkili önemli bir çevre sorunu var. Bu, çevrenin sözde termal kirliliğidir. Dolayısıyla birçok uzmana göre nükleer santraller aynı kapasitedeki termik santrallere göre daha fazla ısı yayar. Biyolojik organizmaların doğal yaşam koşullarını bozan ve birçok balık türünün ölümüne yol açan termal su kirliliği özellikle tehlikelidir.

Nükleer enerjiyle ilgili bir diğer önemli konu, genel olarak nükleer güvenlikle ilgilidir. 1986'daki Çernobil felaketinden sonra insanlık ilk kez bu sorunu ciddi olarak düşündü. Çernobil nükleer santralinin çalışma prensibi diğer nükleer santrallerden çok farklı değildi. Ancak bu, onu tüm Doğu Avrupa için çok ciddi sonuçlara yol açan büyük ve ciddi bir kazadan kurtarmadı.

Üstelik nükleer enerjinin tehlikesi, olası insan yapımı kazalarla sınırlı değildir. Dolayısıyla nükleer atıkların bertarafı ile ilgili büyük sorunlar ortaya çıkıyor.

Nükleer gücün avantajları

Yine de nükleer enerjinin gelişiminin destekçileri nükleer santrallerin açık avantajlarını da belirtiyorlar. Bu nedenle özellikle Dünya Nükleer Birliği son zamanlarda oldukça ilginç veriler içeren raporunu yayınladı. Ona göre, nükleer santrallerde bir gigawatt elektrik üretimine eşlik eden insan kayıplarının sayısı, geleneksel termik santrallerdekinden 43 kat daha az.

Eşit derecede önemli başka faydalar da vardır. Yani:

• ucuz elektrik üretimi;
• nükleer enerjinin çevre temizliği (termal su kirliliği hariç);
• nükleer santrallerin büyük yakıt kaynaklarına yönelik katı coğrafi referanslarının olmaması.

Sonuç yerine

1950'de dünyanın ilk nükleer santrali inşa edildi. Nükleer santrallerin çalışma prensibi, bir atomun bir nötron yardımıyla parçalanmasıdır. Bu süreç muazzam miktarda enerji açığa çıkarır.

Nükleer enerjinin insanlık için olağanüstü bir nimet olduğu anlaşılıyor. Ancak tarih aksini kanıtlamıştır. Özellikle, iki büyük trajedi - 1986'da Sovyet Çernobil nükleer santralindeki kaza ve 2011'de Japon santrali Fukushima-1'deki kaza - "barışçıl" atomun yarattığı tehlikeyi gösterdi. Ve bugün dünyanın birçok ülkesi nükleer enerjinin kısmen veya hatta tamamen reddini düşünmeye başladı.