Kas yra atominė elektrinė? Branduolinis kuras Kuras atominėms elektrinėms

Atominės elektrinės – atominės elektrinės– Tai šiluminės elektrinės. Atominės elektrinės kaip šaltinį naudoja kontroliuojamų branduolinių reakcijų energiją. Atominių elektrinių vienetinė galia siekia 1,5 GW.

Atominės elektrinės – atominės elektrinės – kuro rūšys

Jis naudojamas kaip įprastas kuras atominėse elektrinėse. U– uranas. Skilimo reakcija vyksta pagrindiniame atominės elektrinės bloke – branduoliniame reaktoriuje. Vykstant grandininei branduolio dalijimosi reakcijai, išsiskiria nemažas kiekis šiluminės energijos, kuri panaudojama elektros energijai gaminti.

Atominės elektrinės – atominės elektrinės – veikimo principas

Dalijantis urano branduoliams, susidaro greitieji neutronai. Dalijimosi greitis yra grandininė reakcija, atominėse elektrinėse jį reguliuoja moderatoriai: sunkusis vanduo arba grafitas. Neutronai turi daug šiluminės energijos. Energija į garų generatorių patenka per aušinimo skystį. Aukšto slėgio garai siunčiami į turbogeneratorius. Gauta elektros energija patenka į transformatorius, o paskui į skirstomuosius įrenginius. Dalis elektros energijos sunaudojama atominės elektrinės (AE) poreikiams tenkinti. Atominėse elektrinėse aušinimo skysčio cirkuliaciją užtikrina siurbliai: magistralinis ir kondensatinis. Šilumos perteklius iš atominių elektrinių nukreipiamas į aušinimo bokštus.

Rusijos atominės elektrinės - atominės elektrinės - branduolinių reaktorių tipai:

• RBMK - didelės galios reaktorius, kanalas,
• VVER – suslėgto vandens galios reaktorius,
• BN – greitųjų neutronų reaktorius.

Atominės elektrinės – atominės elektrinės – ekologija

Atominės elektrinės – atominės elektrinės neišskiria į atmosferą išmetamųjų dujų. Atominėje elektrinėje nėra atliekų pelenų ir šlako pavidalu. Problemos atominėse elektrinėse apima šilumos perteklių ir radioaktyviųjų atliekų saugojimą. Siekiant apsaugoti žmones ir atmosferą nuo radioaktyviųjų išmetimų atominėse elektrinėse, imamasi specialių priemonių:

• gerinti atominės elektrinės įrangos patikimumą,
• pažeidžiamų sistemų dubliavimas,
• aukšti reikalavimai personalo kvalifikacijai,
• apsauga ir apsauga nuo išorinių poveikių.

Atominės elektrinės yra apsuptos sanitarinės apsaugos zona.

Branduolinio kuro naudojimas reaktoriuose šiluminei energijai gaminti turi daug svarbių savybių dėl vykstančių procesų fizinių savybių ir branduolinio pobūdžio. Šios savybės lemia branduolinės energetikos specifiką, jos technologijos pobūdį, ypatingas eksploatavimo sąlygas, ekonominius rodiklius ir poveikį aplinkai. Jie taip pat nustato pagrindines mokslines, technines ir inžinerines problemas, kurias būtina išspręsti plačiai plėtojant patikimą, ekonomišką ir saugią branduolinę technologiją.

Svarbiausios branduolinio kuro savybės, pasireiškiančios naudojant energiją:

1. didelio kaloringumo, t.y. šilumos išsiskyrimas atskirtų nuklidų masės vienetui;

2. neįmanoma visiško visų skiliųjų nuklidų „sudegimo“ (skilimo) vienkartinio kuro buvimo reaktoriuje metu, nes reaktoriaus aktyvioje zonoje visada būtina turėti kritinę kuro masę ir „sudeginti“ galima tik tą jo dalį, kuri viršija kritinę masę;

3. galimybė turėti dalinį, tam tikromis sąlygomis pilną ir net išplėstą daliųjų nuklidų dauginimąsi (konversiją), t.y. antrinio branduolinio kuro gavimas iš atkuriamų branduolinių medžiagų (238 U ir 232 Th);

4. Branduoliniam kurui „deginti“ reaktoriuje nereikia oksidatoriaus ir į aplinką nenutrūkstamai išleidžiami „degimo“ produktai;

5. Skilimo procesą vienu metu lydi radioaktyvių trumpaamžių ir ilgaamžių skilimo produktų, taip pat skilimo produktų, kurie ilgą laiką išlaiko aukštą radioaktyvumo lygį, kaupimasis. Taigi reaktoriuje apšvitintas ir jame naudojamas kuras pasižymi itin dideliu radioaktyvumu ir dėl to susidaro liekamoji šiluma, o tai sukuria ypatingų sunkumų tvarkant apšvitintą branduolinį kurą;

6. Branduolinio kuro dalijimosi grandininę reakciją lydi didžiulių neutronų srautų išsiskyrimas. Veikiant didelės energijos neutronams (E>0,1 MeV) apšvitintose reaktoriaus konstrukcinėse medžiagose (kuro apvalkaluose, kuro mazgų dalyse, reaktoriaus įtaisuose, korpuse), taip pat aušinimo skystyje ir biologinėse apsaugos medžiagose, dujinė atmosfera, užpildanti erdvę tarp reaktoriaus ir jo biologinės apsaugos, daugelis chemiškai stabilių (neradioaktyvių) elementų paverčiami radioaktyviais. Atsiranda vadinamasis sukeltas aktyvumas.

Didelė branduolinio kuro šilumos atpalaidavimo galia yra dėl didelės intrabranduolinės energijos, išsiskiriančios per kiekvieną sunkausjo urano ar plutonio atomo dalijimosi įvykį. Deginant organinį kurą, vyksta cheminiai oksidacijos procesai, lydimi santykinai mažo energijos išsiskyrimo.

Anglies atomo degimo (oksidacijos) metu pagal reakciją C+O 2 →CO 2 kiekvienam sąveikos įvykiui išsiskiria apie 4 eV energijos, o dalijantis urano atomo branduoliui 235 U+n. →X 1 +X 2 kiekvienam dalijimosi įvykiui išleidžiama apie 200 eV MeV energijos. Toks labai koncentruotas energijos išsiskyrimas masės vienetui sukelia didžiulį šiluminį įtampą. Temperatūros skirtumas kuro elemento spinduliu siekia kelis šimtus laipsnių.

Be to, pagrindinės medžiagos patiria didžiules dinamines ir radiacines apkrovas, kurias sukelia aušinimo skysčio srautas ir didelio tankio jonizuojančiosios spinduliuotės srautų galingas radiacijos poveikis kurui ir konstrukcinėms medžiagoms. Visų pirma, greitųjų neutronų spinduliuotės poveikis sukelia didelę radiacinę žalą (trupėjimą, patinimą, padidėjusį šliaužimą) reaktoriaus konstrukcinėse medžiagose. Todėl reaktoriuose naudojamoms medžiagoms keliami specialūs reikalavimai. Vienas iš jų – didžiausias grynumo nuo priemaišų (vadinamųjų branduolinio grynumo medžiagų) laipsnis. Dėl šios priežasties neutronų sąveika ir absorbcijos skerspjūvis (kuris yra svarbus palaikant skilimo grandininę reakciją) yra minimalus.

Reikalavimų lygis medžiagų, naudojamų reaktoriaus konstrukcijoje, sudėties ir savybių lygis pasirodė toks aukštas, kad dėl to buvo pradėta kurti daugybė naujų ir pažangių specialių medžiagų ir pusgaminių gamybos technologijų, taip pat specialių jų kokybės kontrolės metodai ir priemonės. Šiuo metu sukurta ir įsisavinta technologija, skirta pramoninei medžiagų, tokių kaip berilis, branduolinis grafitas, sunkusis vanduo, cirkonio ir niobio lydiniai, kalcio metalas, boras ir karščiui atsparus nerūdijantis plienas, boras, praturtintas 10 V izotopu, gamybai. ir retųjų žemių elementai.

Didelis kaloringumas smarkiai sumažina branduolinio kuro masę ir fizinį tūrį, reikalingą tam tikram energijos kiekiui pagaminti. Taigi žaliavos (cheminio gamtinio urano koncentrato) ir gatavo kuro saugojimas ir transportavimas reikalauja palyginti mažų sąnaudų. To pasekmė – atominių elektrinių vietos nepriklausomybė nuo branduolinio kuro gavybos ir gamybos zonos, o tai daro didelę įtaką ekonomiškai naudingos gamybinių jėgų geografinės padėties pasirinkimui. Šia prasme galime kalbėti apie universalų branduolinio kuro prigimtį. Jo branduolinės fizinės savybės visur vienodos, o naudojimo ekonomiškumas praktiškai nepriklauso nuo atstumo iki vartotojo. Galimybė atominių elektrinių vietos nesusieti su branduolinio kuro gavybos ir gamybos vieta leidžia ekonomiškai optimaliai išdėstyti jas visoje šalyje, priartinant jas kuo arčiau elektros ir šiluminės energijos vartotojų. Palyginti su iškastinio kuro elektrinėmis, atominės elektrinės nepatiria kuro tiekimo ir tiekimo sunkumų, susijusių su sezoninėmis klimato sąlygomis. Branduolinės medžiagos, išgaunamos iš podirvio ir apdorojamos, gali būti saugomos bet kokį metų skaičių labai mažomis sąnaudomis, nereikalaujant didelių ir brangių saugyklų.

Pakartotinės branduolinio kuro cirkuliacijos kuro cikle poreikis ir visiško jo sudegimo neįmanomas vienkartinio buvimo reaktoriuje metu atsiranda dėl poreikio palaikyti dalijimosi grandininę reakciją. Savaime išsilaikanti grandininė reakcija šerdyje yra įmanoma tik tuo atveju, jei joje yra kritinė skiliosios medžiagos masė tam tikra konfigūracija ir esant tam tikroms neutronų susilpnėjimo ir absorbcijos sąlygoms. Todėl norint gauti šiluminę energiją reaktoriuje, tam tikrą laiką dirbant projektine galia, būtina, kad aktyvioje zonoje būtų tam tikras skiliųjų nuklidų perteklius virš kritinės masės. Šis perteklius sukuria reaktoriaus aktyvumo rezervą, kuris yra būtinas nurodytam arba apskaičiuotam kuro sudegimui. Branduolinio kuro perdegimas reaktoriaus šerdyje yra pirminių ir antrinių skiliųjų nuklidų suvartojimo procesas, atsirandantis dėl dalijimosi jų sąveikos su neutronais metu. Sudegimas dažniausiai nustatomas pagal išsiskiriančios šiluminės energijos kiekį arba atskirtų nuklidų kiekį (masę), tenkantį į reaktorių pakrauto kuro masės vienetui. Vadinasi, norint sudeginti tam tikrą urano kiekį reaktoriuje, reikia į jį įpilti kuro, kurio masė žymiai didesnė už kritinę masę. Tokiu atveju, pasiekus nurodytą degimą, išnaudojus reaktyvumo rezervą, panaudotą kurą būtina pakeisti nauju kuru, kad būtų išlaikyta dalijimosi grandininė reakcija. Reikalavimas reaktoriaus aktyviojoje zonoje nuolat turėti didelę branduolinio kuro masę, skirtą ilgam eksploatavimo laikotarpiui, kad būtų užtikrinta tam tikra energijos išeiga, sukelia didelių vienkartinių išlaidų apmokėti pirmą kuro įkrovą ir vėlesnes perkrovimui paruoštas partijas. Tai vienas reikšmingų ir esminių branduolinio kuro naudojimo sąlygų elektrinėse skirtumų, palyginti su organiniu kuru.

Tačiau iš šerdies pašalintame panaudotame kure bus nemažai daliųjų medžiagų ir derlingų nuklidų, kurie turi didelę vertę. Šis kuras po cheminio valymo iš skilimo produktų gali būti grąžintas į kuro ciklą pakartotiniam naudojimui. Skiliųjų nuklidų kiekis panaudotame kure, kuris lieka nepanaudotas jo vienkartinio buvimo reaktoriuje metu, priklauso nuo reaktoriaus tipo ir kuro rūšies ir gali sudaryti iki 50% iš pradžių pakrauto. Natūralu, kad tokios vertingos „atliekos“ turi būti naudojamos. Tuo tikslu kuriamos specialios techninės priemonės ir statiniai panaudotam kurui (PBK) saugoti, transportuoti ir cheminiu būdu regeneruoti. Iš panaudoto kuro rinklių išgautas skiliąsias medžiagas galima grąžinti ir pakartotinai cirkuliuoti per branduolinės pramonės reaktorius ir kuro įmones: radiochemines gamyklas, kurios užtikrina iš reaktoriaus iškrauto kuro regeneravimą (skilimo produktų ir priemaišų valymą) ir grąžinimą į kuro ciklą po to. būtinas papildomas sodrinimas skiliaisiais nuklidais; metalurgijos gamyklos, skirtos naujų kuro elementų gamybai, kuriose regeneruotas kuras dedamas į šviežią kurą, kuris nebuvo apšvitintas reaktoriuose. Taigi, būdingas kuro tiekimo branduolinėje energetikoje bruožas yra techninė galimybė ir būtinybė grąžinti į ciklą (perdirbti) skiliuosius ir derlingus urano ir plutonio izotopus, kurie nebuvo panaudoti per vieną buvimą reaktoriuje. Siekiant užtikrinti nenutrūkstamą kuro tiekimą, sukuriami būtini kuro ciklo įmonių pajėgumai. Jas galima laikyti įmonėmis, tenkinančiomis branduolinės energijos, kaip pramonės, „savo poreikius“. Branduolinės energijos plėtros naudojant branduolinio kuro reaktorius yra pagrįsta galimybe perdirbti uraną ir plutonį. Be to, perdirbant uraną ir plutonį, šiuo metu besivystančioje branduolinės energetikos pramonėje dominuojančių terminių neutroninių reaktorių natūralaus urano ir urano sodrinimo pajėgumų reikalavimai gerokai sumažėja. Nors panaudotas kuras neperdirbamas, uranas ir plutonis neperdirbami. Tai reiškia, kad šiluminiai neutroniniai reaktoriai gali būti maitinami tik šviežiu kuru, pagamintu iš kasamo ir perdirbto urano, o panaudotas kuras bus saugomas.

Branduolinio kuro dauginimas vyksta beveik bet kuriame energijai gaminti skirtame reaktoriuje, kuriame kartu su skiliosiomis medžiagomis yra žaliavų (238 U ir 232 Th). Jei nenagrinėsime hipotetinio supersodrinto (~ 90%) urano kuro panaudojimo kai kuriems specialiems reaktoriams atvejo, tai visuose energetikos sektoriuje naudojamuose branduoliniuose reaktoriuose vyks dalinis, o tam tikromis sąlygomis pilnas ir net išplėstinis atkūrimas. branduolinio kuro – plutonio izotopų, kurių šilumingumas toks pat kaip 235 U. Plutonis gali būti išskirtas iš panaudoto kuro cheminio perdirbimo gamyklose grynu pavidalu ir naudojamas mišraus urano-plutonio kuro gamybai. Galimybė gaminti plutonį bet kuriame terminiame neutroniniame reaktoriuje leidžia bet kurią atominę elektrinę laikyti dvejopos paskirties įmone: gamina ne tik šiluminę ir elektros energiją, bet ir gamina naują branduolinį kurą – plutonį. Tačiau plutonio vaidmuo pasireiškia ne tik jo kaupimu panaudotame kure. Nemaža dalis susidariusių skiliųjų plutonio izotopų dalijasi reaktoriuje, pagerinant kuro balansą ir prisidedant prie į aktyvią zoną pakrauto kuro sudegimo padidėjimo. Tinkamiausias, remiantis šiandieninėmis idėjomis, yra plutonio naudojimas greitųjų neutronų reaktoriuose, kur jis leidžia padidinti kritinę masę, taigi ir apkrovą, palyginti su 235 U, 20-30% ir gauti labai aukšti koeficientai, viršijantys vienetinį reprodukciją. Plutonio panaudojimas šiluminių neutroninių reaktorių kuro apkrovoje, nors ir nesuteikia didelio kritinės masės prieaugio ir tokių aukštų reprodukcijos rodiklių kaip greitųjų neutronų reaktoriuose, tačiau sukuria didelį efektą, didinantį branduolinio kuro išteklius.

Branduolinėje energetikoje, be urano, yra galimybių plėtoti torio kuro ciklus. Šiuo atveju natūralus izotopas 232 Th naudojamas gaminant 233 U, o tai savo branduolinėmis savybėmis panašus į 235 U. Tačiau šiuo metu sunku tikėtis reikšmingo urano-torio ciklo panaudojimo branduolinėje energetikoje. Tai paaiškinama tuo, kad 232 Th, kaip ir 238 U, yra tik derlinga, bet ne skili medžiaga, o torio apdorojimo technologija turi nemažai specifinių bruožų ir dar neįsisavinta pramoniniu mastu. Tuo pačiu natūralaus urano kol kas netrūksta. Be to, sandėliuose nuolat kaupiasi urano atliekos, paruoštos naudoti kaip veislinė medžiaga reaktyviniuose reaktoriuose.

Tai, kad energijai gaminti nereikia oksidatoriaus, yra vienas iš pagrindinių branduolinės energijos naudojimo aplinkosaugos pranašumų, palyginti su angliavandenilių energija. Iš atominių elektrinių išmetamas dujas daugiausia lemia elektrinės vėdinimo sistemų poreikiai. Skirtingai nuo atominių elektrinių, kiekvienais metais į orą išleidžiama milijonai kubinių metrų degimo dujų. Tai visų pirma apima anglies, azoto ir sieros oksidus, kurie ardo planetos ozono sluoksnį ir sukuria didelę apkrovą gretimų teritorijų biosferai.

Deja, be privalumų, branduolinė energija turi ir trūkumų. Tai visų pirma apima skilimo ir aktyvacijos produktų susidarymą branduolinio reaktoriaus veikimo metu. Tokios medžiagos trukdo pačiam reaktoriui veikti ir yra radioaktyvios. Tačiau susidarančių radioaktyviųjų atliekų kiekis yra ribotas (daug kartų mažesnis nei šiluminių elektrinių atliekų). Be to, yra patikrintos jų valymo, ekstrahavimo, kondicionavimo, saugaus laikymo ir šalinimo technologijos. Nemažai radioaktyviųjų izotopų, išgaunamų iš panaudoto kuro, aktyviai naudojami pramonės ir kitose technologijose. Toliau tobulėjant panaudoto branduolinio kuro rinklių apdorojimo technologijoms, taip pat yra perspektyvų iš jo išgauti dalijimosi produktus – retųjų žemių elementus, kurie turi didelę vertę.

Branduolinė elektrinė arba sutrumpintai AE yra techninių struktūrų kompleksas, skirtas elektros energijai gaminti naudojant kontroliuojamos branduolinės reakcijos metu išsiskiriančią energiją.

40-ųjų antroje pusėje, prieš baigiant kurti pirmąją atominę bombą, kuri buvo išbandyta 1949 m. rugpjūčio 29 d., sovietų mokslininkai pradėjo kurti pirmuosius taikaus atominės energijos panaudojimo projektus. Pagrindinis projektų akcentas buvo elektros energija.

1950 m. gegužės mėn. netoli Obninskoye kaimo, Kalugos regione, buvo pradėta statyti pirmoji pasaulyje atominė elektrinė.

Pirmą kartą elektra buvo pagaminta naudojant branduolinį reaktorių 1951 m. gruodžio 20 d. Aidaho valstijoje, JAV.

Norint išbandyti jo funkcionalumą, generatorius buvo prijungtas prie keturių kaitrinių lempų, tačiau nesitikėjau, kad lempos užsidegs.

Nuo to momento žmonija ėmė naudoti atominio reaktoriaus energiją elektrai gaminti.

Pirmosios atominės elektrinės

Pirmoji pasaulyje 5 MW galios atominė elektrinė buvo baigta statyti 1954 m., o 1954 m. birželio 27 d. ji buvo paleista ir pradėjo veikti.

1958 metais pradėtas eksploatuoti 100 MW galios Sibiro atominės elektrinės I etapas.

1958 metais pradėta statyti ir Belojarsko pramoninė atominė elektrinė. 1964 m. balandžio 26 d. I pakopos generatorius tiekė srovę vartotojams.

1964 m. rugsėjį buvo paleistas 1-asis Novovoronežo AE blokas, kurio galia 210 MW. Antrasis 350 MW galios blokas buvo paleistas 1969 m. gruodžio mėn.

1973 metais buvo paleista Leningrado atominė elektrinė.

Kitose šalyse pirmoji pramoninė atominė elektrinė buvo pradėta eksploatuoti 1956 m. Calder Hall mieste (Didžioji Britanija), kurios galia siekė 46 MW.

1957 metais Shippingport mieste (JAV) pradėjo veikti 60 MW atominė elektrinė.

Pasaulyje branduolinės energijos gamybos lyderiai yra:

1. JAV (788,6 mlrd. kWh per metus),
2. Prancūzija (426,8 mlrd. kWh per metus),
3. Japonija (273,8 mlrd. kWh per metus),
4. Vokietija (158,4 mlrd. kWh per metus),
5. Rusija (154,7 mlrd. kWh per metus).

AE klasifikacija

Atominės elektrinės gali būti klasifikuojamos keliais būdais:

Pagal reaktoriaus tipą

• Šiluminiai neutroniniai reaktoriai, kuriuose naudojami specialūs moderatoriai, siekiant padidinti neutronų absorbcijos kuro atomų branduoliuose tikimybę
• Lengvojo vandens reaktoriai
• Sunkiojo vandens reaktoriai
• Greitieji reaktoriai
• Subkritiniai reaktoriai, naudojantys išorinius neutronų šaltinius
• Sintezės reaktoriai

Pagal išleidžiamos energijos tipą

1. Atominės elektrinės (AE), skirtos gaminti tik elektros energiją
2. Branduolinės termofikacinės elektrinės (CHP), gaminančios tiek elektros energiją, tiek šiluminę energiją

Rusijoje esančiose atominėse elektrinėse yra šildymo įrenginiai, jie būtini tinklo vandeniui šildyti.

Atominėse elektrinėse naudojamo kuro rūšys

Atominėse elektrinėse galima naudoti kelias medžiagas, kurių dėka galima gaminti branduolinę elektrą, šiuolaikinis atominių elektrinių kuras yra uranas, toris ir plutonis.

Torio kuras šiandien atominėse elektrinėse nenaudojamas dėl daugelio priežasčių.

Pirmiausia, jį sunkiau paversti kuro elementais, sutrumpintai kuro elementais.

Kuro strypai yra metaliniai vamzdžiai, įdedami į branduolinį reaktorių. Viduje

Kuro elementuose yra radioaktyviųjų medžiagų. Šie vamzdžiai yra branduolinio kuro saugyklos.

Antra torio kuro naudojimas reikalauja sudėtingo ir brangaus jo apdorojimo po panaudojimo atominėse elektrinėse.

Plutonio kuras taip pat nenaudojamas branduolinės energetikos inžinerijoje, nes ši medžiaga yra labai sudėtingos cheminės sudėties, visapusiško ir saugaus naudojimo sistema dar nėra sukurta.

Urano kuras

Pagrindinė medžiaga, gaminanti energiją atominėse elektrinėse, yra uranas. Šiandien uranas kasamas keliais būdais:

• atvira kasyba
• uždarytas kasyklose
• požeminis išplovimas, naudojant kasyklų gręžimą.

Požeminis išplovimas, naudojant kasyklų gręžimą, vyksta į požeminius gręžinius dedant sieros rūgšties tirpalą, tirpalas prisotinamas uranu ir išpumpuojamas atgal.

Didžiausios urano atsargos pasaulyje yra Australijoje, Kazachstane, Rusijoje ir Kanadoje.

Turtingiausi telkiniai yra Kanadoje, Zaire, Prancūzijoje ir Čekijoje. Šiose šalyse iš tonos rūdos gaunama iki 22 kilogramų urano žaliavos.

Rusijoje iš vienos tonos rūdos gaunama kiek daugiau nei pusantro kilogramo urano. Urano gavybos vietos nėra radioaktyvios.

Gryna ši medžiaga žmonėms nekelia pavojaus, daug didesnį pavojų kelia radioaktyvios bespalvės dujos radonas, susidarančios natūralaus urano skilimo metu.

Urano paruošimas

Atominėse elektrinėse uranas rūdos pavidalu nenaudojamas, rūda nereaguoja. Norint panaudoti uraną atominėse elektrinėse, žaliava perdirbama į miltelius – urano oksidą, o po to tampa urano kuru.

Urano milteliai paverčiami metalinėmis „tabletėmis“ – suspaudžiami į mažas tvarkingas kolbas, kurios per dieną deginamos aukštesnėje nei 1500 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Būtent šios urano granulės patenka į branduolinius reaktorius, kur pradeda sąveikauti tarpusavyje ir galiausiai aprūpina žmones elektra.

Viename branduoliniame reaktoriuje vienu metu dirba apie 10 milijonų urano granulių.

Prieš dedant urano granules į reaktorių, jos dedamos į metalinius vamzdžius iš cirkonio lydinių – kuro elementus, vamzdeliai sujungiami vienas su kitu į ryšulius ir sudaro kuro rinkles – kuro rinkles.

Būtent kuro rinklės vadinamos atominių elektrinių kuru.

Kaip perdirbamas atominės elektrinės kuras?

Po metų urano panaudojimo branduoliniuose reaktoriuose jis turi būti pakeistas.

Kuro elementai keletą metų atšaldomi ir siunčiami smulkinti bei ištirpinti.

Dėl cheminės gavybos išsiskiria uranas ir plutonis, kurie pakartotinai naudojami ir naudojami šviežiam branduoliniam kurui gaminti.

Urano ir plutonio skilimo produktai naudojami jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniams gaminti, naudojami medicinoje ir pramonėje.

Viskas, kas lieka po šių manipuliacijų, siunčiama į krosnį šildyti, iš šios masės gaminamas stiklas, toks stiklas laikomas specialiose saugyklose.

Stiklas iš likučių nėra gaminamas masiniam naudojimui, stiklas naudojamas radioaktyviosioms medžiagoms laikyti.

Iš stiklo sunku išskirti radioaktyvių elementų likučius, galinčius pakenkti aplinkai. Pastaruoju metu atsirado naujas radioaktyviųjų atliekų šalinimo būdas.

Greitieji branduoliniai reaktoriai arba greitųjų neutronų reaktoriai, veikiantys naudojant perdirbtus branduolinio kuro likučius.

Mokslininkų teigimu, branduolinio kuro likučiai, kurie šiuo metu laikomi saugyklose, gali aprūpinti degalais greitųjų neutronų reaktoriams 200 metų.

Be to, nauji greitieji reaktoriai gali veikti su urano kuru, kuris gaminamas iš urano 238, ši medžiaga nenaudojama įprastose atominėse elektrinėse, nes Šių dienų atominėms elektrinėms lengviau apdoroti 235 ir 233 uraną, kurio gamtoje liko nedaug.

Taigi nauji reaktoriai yra galimybė panaudoti didžiulius 238 urano telkinius, kurie anksčiau nebuvo naudojami.

Atominių elektrinių veikimo principas

Atominės elektrinės, paremtos dvigubos grandinės suslėgto vandens reaktoriumi (VVER), veikimo principas.

Reaktoriaus aktyvioje zonoje išsiskirianti energija perduodama pirminiam aušinimo skysčiui.

Prie turbinų išėjimo garai patenka į kondensatorių, kur juos vėsina didelis vandens kiekis, ateinantis iš rezervuaro.

Slėgio kompensatorius yra gana sudėtinga ir sudėtinga konstrukcija, skirta išlyginti slėgio svyravimus grandinėje reaktoriaus veikimo metu, atsirandančius dėl šiluminio aušinimo skysčio plėtimosi. Slėgis 1-oje grandinėje gali siekti iki 160 atmosferų (VVER-1000).

Be vandens, kaip aušinimo skystis įvairiuose reaktoriuose gali būti naudojamas ir išlydytas natris arba dujos.

Natrio naudojimas leidžia supaprastinti reaktoriaus aktyviosios zonos korpuso konstrukciją (skirtingai nei vandens grandinėje, slėgis natrio grandinėje neviršija atmosferos slėgio), atsikratyti slėgio kompensatoriaus, tačiau tai sukuria savo sunkumus. su padidėjusiu šio metalo cheminiu aktyvumu.

Bendras skirtingų reaktorių grandinių skaičius gali skirtis, diagrama paveiksle parodyta VVER tipo reaktoriams (Vanduo-Vanduo energijos reaktorius).

RBMK tipo (High Power Channel Type Reactor) reaktoriuose naudojama viena vandens grandinė, o BN (Fast Neutron Reactor) – dvi natrio ir viena vandens grandinė.

Jei nėra galimybės panaudoti didelio vandens kiekio garų kondensacijai, vietoj rezervuaro, vanduo gali būti aušinamas specialiuose aušinimo bokštuose, kurie dėl savo dydžio dažniausiai yra matomiausia atominės elektrinės dalis.

Branduolinio reaktoriaus struktūra

Branduoliniame reaktoriuje naudojamas branduolio dalijimosi procesas, kurio metu sunkusis branduolys skyla į du mažesnius fragmentus.

Šie fragmentai yra labai sužadintos būsenos ir išskiria neutronus, kitas subatomines daleles ir fotonus.

Neutronai gali sukelti naujų skilimų, todėl jų išsiskiria daugiau ir pan.

Tokia nuolatinė savaime išsilaikanti skilimų serija vadinama grandinine reakcija.

Taip išsiskiria didelis kiekis energijos, kurios gamyba yra atominių elektrinių panaudojimo tikslas.

Branduolinio reaktoriaus ir atominės elektrinės veikimo principas yra toks, kad apie 85% dalijimosi energijos išsiskiria per labai trumpą laiką nuo reakcijos pradžios.

Likusi dalis susidaro dėl radioaktyvaus skilimo produktų skilimo po to, kai jie išskiria neutronus.

Radioaktyvusis skilimas yra procesas, kurio metu atomas pasiekia stabilesnę būseną. Jis tęsiamas ir pasibaigus padalijimui.

Pagrindiniai branduolinio reaktoriaus elementai

• Branduolinis kuras: prisodrintas uranas, urano izotopai ir plutonis. Dažniausiai naudojamas uranas 235;
• Aušinimo skystis, skirtas reaktoriaus veikimo metu susidariusiai energijai pašalinti: vanduo, skystas natris ir kt.;
• Valdymo strypai;
• Neutronų moderatorius;
• Apsauga nuo radiacijos.

Branduolinio reaktoriaus veikimo principas

Reaktoriaus aktyvioje zonoje yra kuro elementai (kuro elementai) – branduolinis kuras.

Jie surenkami į kasetes, kuriose yra kelios dešimtys kuro strypų. Aušinimo skystis teka kanalais per kiekvieną kasetę.

Kuro strypai reguliuoja reaktoriaus galią. Branduolinė reakcija galima tik esant tam tikrai (kritinei) kuro strypo masei.

Kiekvieno strypo masė atskirai yra mažesnė nei kritinė. Reakcija prasideda, kai visi strypai yra aktyvioje zonoje. Įdėjus ir išimant kuro strypus galima kontroliuoti reakciją.

Taigi, kai viršijama kritinė masė, radioaktyvieji kuro elementai išskiria neutronus, kurie susiduria su atomais.

Dėl to susidaro nestabilus izotopas, kuris iš karto suyra, išskirdamas energiją gama spinduliuotės ir šilumos pavidalu.

Susidūrusios dalelės perduoda viena kitai kinetinę energiją, o skilimų skaičius didėja eksponentiškai.

Tai grandininė reakcija – branduolinio reaktoriaus veikimo principas. Nekontroliuojant, tai įvyksta žaibo greičiu, o tai sukelia sprogimą. Tačiau branduoliniame reaktoriuje procesas yra kontroliuojamas.

Taigi šerdyje išsiskiria šiluminė energija, kuri perduodama šią zoną plaunančiam vandeniui (pirminė grandinė).

Čia vandens temperatūra yra 250-300 laipsnių. Tada vanduo perduoda šilumą į antrąją grandinę, o po to į turbinos mentes, kurios generuoja energiją.

Branduolinės energijos pavertimas elektros energija gali būti pavaizduotas schematiškai:

• Urano branduolio vidinė energija
• Skilusių branduolių fragmentų ir išsilaisvinusių neutronų kinetinė energija
• Vidinė vandens ir garų energija
• Vandens ir garų kinetinė energija
• Turbinos ir generatoriaus rotorių kinetinė energija
• Elektros energija

Reaktoriaus šerdį sudaro šimtai kasečių, sujungtų metaliniu apvalkalu. Šis apvalkalas taip pat atlieka neutronų reflektoriaus vaidmenį.

Tarp kasečių įkišti valdymo strypai reakcijos greičiui reguliuoti ir reaktoriaus avarinės apsaugos strypai.

Branduolinė šilumos tiekimo stotis

Pirmieji tokių stočių projektai buvo sukurti dar XX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje, tačiau dėl devintojo dešimtmečio pabaigoje įvykusių ekonominių sukrėtimų ir didelio visuomenės pasipriešinimo nė vienas iš jų nebuvo iki galo įgyvendintas.

Išimtis yra nedidelės galios Bilibino atominė elektrinė, kuri tiekia šilumą ir elektrą Bilibino kaimui Arktyje (10 tūkst. gyventojų) ir vietinėms kasybos įmonėms, taip pat gynybos reaktoriams (jie gamina plutonį):

• Sibiro atominė elektrinė, tiekianti šilumą Severskui ir Tomskui.
• ADE-2 reaktorius Krasnojarsko kasybos ir chemijos kombinate, kuris nuo 1964 m. tiekia šilumos ir elektros energiją Železnogorsko miestui.

Krizės metu buvo pradėti statyti keli AST, pagrįsti reaktoriais, panašiais į VVER-1000:

• Voronežo AST
• Gorkio AST
• Ivanovo AST (tik planuojama)

Šių AST statyba buvo sustabdyta devintojo dešimtmečio antroje pusėje arba dešimtojo dešimtmečio pradžioje.

2006 metais koncernas „Rosenergoatom“ planavo statyti plaukiojančią atominę elektrinę Archangelskui, Pevekui ir kitiems poliariniams miestams pagal KLT-40 reaktorių, naudojamą branduoliniuose ledlaužiuose.

Yra projektas statyti neprižiūrimą atominę elektrinę Elenos reaktoriaus pagrindu ir mobilią (geležinkeliu) Angstremo reaktorių.

Atominių elektrinių trūkumai ir privalumai

Bet koks inžinerinis projektas turi teigiamų ir neigiamų pusių.

Teigiami atominių elektrinių aspektai:

• Nėra kenksmingų išmetimų;
• Radioaktyviųjų medžiagų emisija yra kelis kartus mažesnė nei anglies elektros. panašios galios stotys (anglies pelenų šiluminėse elektrinėse yra urano ir torio procento, kurio pakanka pelningai išgauti);
• Mažas sunaudoto kuro kiekis ir galimybė jį pakartotinai panaudoti po apdorojimo;
• Didelė galia: 1000-1600 MW vienam galios blokui;
• Mažos energijos, ypač šiluminės, sąnaudos.

Neigiami atominių elektrinių aspektai:

• Apšvitintas kuras yra pavojingas ir reikalauja sudėtingų bei brangių perdirbimo ir saugojimo priemonių;
• Kintamos galios veikimas nepageidautinas šiluminiams neutroniniams reaktoriams;
• Galimo incidento pasekmės itin skaudžios, nors jo tikimybė gana maža;
• Didelės kapitalo investicijos, tiek specifinės, 1 MW įrengtos galios blokams, kurių galia mažesnė nei 700-800 MW, ir bendrosios, reikalingos stoties statybai, jos infrastruktūrai, taip pat galimo likvidavimo atveju.

Mokslo pasiekimai branduolinės energijos srityje

Žinoma, yra trūkumų ir rūpesčių, tačiau branduolinė energetika atrodo perspektyviausia.

Alternatyvūs energijos gavimo būdai dėl potvynių, vėjo, saulės, geoterminių šaltinių energijos ir kt. šiuo metu neturi aukšto gaunamos energijos lygio ir mažos jos koncentracijos.

Reikalingos energijos gamybos rūšys turi individualią riziką aplinkai ir turizmui, pavyzdžiui, fotovoltinių elementų gamyba, kuri teršia aplinką, vėjo jėgainių pavojus paukščiams, bangų dinamikos pokyčiai.

Mokslininkai kuria tarptautinius naujos kartos branduolinių reaktorių projektus, pavyzdžiui, GT-MGR, kurie pagerins saugą ir padidins atominių elektrinių efektyvumą.

Rusija pradėjo statyti pirmąją pasaulyje plūduriuojančią atominę elektrinę, kuri padeda išspręsti energijos trūkumo problemą atokiose šalies pakrančių vietose.

JAV ir Japonijoje kuriamos apie 10-20 MW galios mini atominės elektrinės, skirtos šilumos ir elektros energijos tiekimui atskiroms pramonės šakoms, gyvenamiesiems kompleksams, o ateityje – ir individualiems namams.

Sumažėjęs gamyklos pajėgumas reiškia gamybos masto padidėjimą. Maži reaktoriai kuriami naudojant saugias technologijas, kurios labai sumažina branduolinio nutekėjimo galimybę.

Vandenilio gamyba

JAV vyriausybė priėmė Atominio vandenilio iniciatyvą. Kartu su Pietų Korėja dirbama kuriant naujos kartos branduolinius reaktorius, galinčius gaminti didelius vandenilio kiekius.

INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) prognozuoja, kad vienas naujos kartos atominės elektrinės blokas kasdien pagamins vandenilio, atitinkančio 750 000 litrų benzino.

Finansuojami vandenilio gamybos esamose atominėse elektrinėse moksliniai tyrimai.

Sintezės energija

Dar įdomesnė, nors ir gana tolima, perspektyva yra branduolinės sintezės energijos panaudojimas.

Termobranduoliniai reaktoriai, skaičiavimais, sunaudos mažiau kuro vienam energijos vienetui, o tiek pats šis kuras (deuteris, litis, helis-3), tiek jų sintezės produktai yra neradioaktyvūs, todėl saugūs aplinkai.

Šiuo metu, dalyvaujant Rusijai, Prancūzijos pietuose statomas tarptautinis eksperimentinis termobranduolinis reaktorius ITER.

Kas yra efektyvumas

Efektyvumo koeficientas (COP) – tai sistemos ar įrenginio efektyvumo charakteristika, susijusi su energijos konversija ar perdavimu.

Jį lemia naudingai sunaudotos energijos santykis su visu sistemos gaunamos energijos kiekiu. Efektyvumas yra dydis be matmenų ir dažnai matuojamas procentais.

Atominės elektrinės efektyvumas

Didžiausias naudingumo koeficientas (92-95%) yra hidroelektrinių pranašumas. Jie pagamina 14% pasaulio elektros energijos.

Tačiau tokio tipo stotis yra pati reikliausia statybvietėje ir, kaip parodė praktika, labai jautriai reaguoja į eksploatavimo taisyklių laikymąsi.

Įvykių Sayano-Shushenskaya HE pavyzdys parodė, kokių tragiškų pasekmių gali atsirasti dėl eksploatavimo taisyklių nepaisymo, siekiant sumažinti eksploatavimo išlaidas.

Atominės elektrinės pasižymi dideliu efektyvumu (80%). Jų dalis pasaulinėje elektros gamyboje siekia 22 proc.

Tačiau atominėms elektrinėms reikia didesnio dėmesio saugos klausimui tiek projektavimo etape, tiek statybos metu, tiek eksploatacijos metu.

Mažiausias nukrypimas nuo griežtų atominių elektrinių saugos taisyklių yra kupinas lemtingų padarinių visai žmonijai.

Be tiesioginio pavojaus avarijos atveju, atominių elektrinių naudojimas yra susijęs su saugos problemomis, susijusiomis su panaudoto branduolinio kuro šalinimu ar laidojimu.

Šiluminių elektrinių naudingumo koeficientas neviršija 34%, jos pagamina iki šešiasdešimt procentų pasaulio elektros energijos.

Be elektros, šiluminės elektrinės gamina šiluminę energiją, kuri karšto garo ar karšto vandens pavidalu gali būti perduodama vartotojams 20-25 kilometrų atstumu. Tokios stotys vadinamos CHP (Heat Electric Central).

TE ir kogeneracinių elektrinių statyba nėra brangi, tačiau, jei nesiimama specialių priemonių, jos daro neigiamą poveikį aplinkai.

Neigiamas poveikis aplinkai priklauso nuo to, koks kuras naudojamas šiluminiuose blokuose.

Žalingiausi produktai yra anglies ir sunkiųjų naftos produktų deginimas, gamtinės dujos yra mažiau agresyvios.

Šiluminės elektrinės yra pagrindiniai elektros energijos šaltiniai Rusijoje, JAV ir daugumoje Europos šalių.

Tačiau yra ir išimčių, pavyzdžiui, Norvegijoje elektra daugiausia gaminama hidroelektrinėse, o Prancūzijoje atominėse elektrinėse pagaminama 70 proc.

Pirmoji jėgainė pasaulyje

Pati pirmoji centrinė elektrinė, Pearl Street, buvo pradėta eksploatuoti 1882 m. rugsėjo 4 d. Niujorke.

Stotis buvo pastatyta remiant Edison Illuminating Company, kuriai vadovavo Thomas Edisonas.

Jame buvo sumontuoti keli Edison generatoriai, kurių bendra galia viršija 500 kW.

Stotis elektros energija tiekė visą Niujorko teritoriją, kurios plotas yra apie 2,5 kvadratinio kilometro.

Stotis sudegė iki žemės 1890 m.; išliko tik vienas dinamas, kuris dabar yra Greenfield Village muziejuje, Mičigane.

1882 metų rugsėjo 30 dieną pradėjo veikti pirmoji hidroelektrinė – Vulkano gatvė Viskonsine. Projekto autorius G.D. Rogersas, Appleton Paper & Pulp Company vadovas.

Stotyje buvo sumontuotas maždaug 12,5 kW galios generatorius. Elektros pakako tiek Rogerso namams, tiek dviem popieriaus gamykloms.

Gloucester Road elektrinė. Braitonas buvo vienas pirmųjų Didžiosios Britanijos miestų, kuriame buvo nepertraukiamas elektros tiekimas.

1882 m. Robertas Hamondas įkūrė Hammond Electric Light Company, o 1882 m. vasario 27 d. atidarė Glosterio kelio elektrinę.

Stotis buvo sudaryta iš šepečių dinamo, kuris buvo naudojamas šešiolikai lankinių lempų varymui.

1885 m. Brighton Electric Light Company įsigijo Glosterio elektrinę. Vėliau šioje teritorijoje buvo pastatyta nauja stotis, susidedanti iš trijų šepečių dinamo su 40 lempų.

Žiemos rūmų elektrinė

1886 metais viename Naujojo Ermitažo kiemų buvo pastatyta elektrinė.

Jėgainė buvo didžiausia visoje Europoje ne tik statybos metu, bet ir per ateinančius 15 metų.

Anksčiau Žiemos rūmams apšviesti buvo naudojamos žvakės, 1861 metais pradėtos naudoti dujinės lempos. Kadangi elektros lempos turėjo didesnį pranašumą, buvo pradėtas diegti elektrinis apšvietimas.

Prieš pastatą visiškai paverčiant elektra, 1885 m. Kalėdų ir Naujųjų metų šventes rūmų salėse buvo apšviestos lempos.

1885 m. lapkričio 9 d. „elektros gamyklos“ statybos projektą patvirtino imperatorius Aleksandras III. Projektas apėmė Žiemos rūmų, Ermitažo pastatų, kiemo ir apylinkių elektrifikavimą per trejus metus iki 1888 m.

Reikėjo panaikinti pastato vibracijos galimybę nuo garo mašinų veikimo, elektrinė buvo įrengta atskirame stiklo ir metalo paviljone. Jis buvo pastatytas antrajame Ermitažo kieme, nuo tada vadinamo „Elektra“.

Kaip atrodė stotis

Stoties pastatas užėmė 630 m² plotą ir jį sudarė mašinų skyrius su 6 katilais, 4 garo varikliais ir 2 lokomotyvais bei patalpa su 36 elektrinėmis dinamomis. Bendra galia siekė 445 AG.

Pirmieji buvo apšviesti dalis priekinių kambarių:

• Prieškambaris
• Petrovskio salė
• Didžioji feldmaršalo salė
• Šarvojimo salė
• Jurgio salė

Buvo pasiūlyti trys apšvietimo režimai:

• pilnas (šventinis) įjungimas penkis kartus per metus (4888 kaitrinės lempos ir 10 Yablochkov žvakių);
• darbinis – 230 kaitrinių lempų;
• budėjimas (naktinis) - 304 kaitrinės lempos.
  Stotis per metus sunaudodavo apie 30 tūkstančių pūdų (520 tonų) anglies.

Didelės šiluminės elektrinės, atominės elektrinės ir hidroelektrinės Rusijoje

Didžiausios elektrinės Rusijoje pagal federalinį rajoną:

Centrinis:

• Kostromos valstijos rajono elektrinė, kuri veikia mazutu;
• Riazanės stotis, kurios pagrindinis kuras yra anglis;
• Konakovskaya, kuri gali važiuoti dujomis ir mazutu;

Uralas:

• Surgutskaya 1 ir Surgutskaya 2. Stotys, kurios yra vienos didžiausių elektrinių Rusijos Federacijoje. Jie abu veikia gamtinėmis dujomis;
• Reftinskaya, veikianti anglimi ir viena didžiausių elektrinių Urale;
• Troitskaya, taip pat kūrenama anglimis;
• Iriklinskaya, kurios pagrindinis kuro šaltinis yra mazutas;

Privolžskis:

• Zainskajos valstybinė rajono elektrinė, veikianti mazutu;

Sibiro federalinė apygarda:

• Nazarovo valstijos rajono elektrinė, kuri naudoja mazutą;

Pietų:

• „Stavropolskaya“, kuri taip pat gali naudoti kombinuotą kurą dujų ir mazuto pavidalu;

Šiaurės vakarai:

• Kirishskaya su mazutu.

Rusijos elektrinių, gaminančių energiją naudojant vandenį, esančių Angaros-Jenisėjaus kaskados teritorijoje, sąrašas:

Jenisejus:

• Sayano-Shushenskaya
• Krasnojarsko hidroelektrinė;

Angara:

• Irkutskas
• Bratskaja
• Ust-Ilimskaja.

Atominės elektrinės Rusijoje

Balakovo AE

Įsikūręs netoli Balakovo miesto, Saratovo srityje, kairiajame Saratovo rezervuaro krante. Jį sudaro keturi VVER-1000 blokai, pradėti eksploatuoti 1985, 1987, 1988 ir 1993 metais.

Belojarsko AE

Sverdlovsko srityje, Zarechny mieste, tai antroji pramoninė atominė elektrinė šalyje (po Sibiro).

Stotyje buvo pastatyti keturi energetiniai blokai: du su šiluminiais neutroniniais reaktoriais ir du su greitųjų neutronų reaktoriais.

Šiuo metu veikiantys galios blokai yra 3 ir 4 energetiniai blokai su BN-600 ir BN-800 reaktoriais, kurių elektros galia atitinkamai 600 MW ir 880 MW.

1980 m. balandį pradėtas eksploatuoti BN-600 – pirmasis pasaulyje pramoninio masto jėgos agregatas su greitųjų neutronų reaktoriumi.

BN-800 komerciškai pradėtas eksploatuoti 2016 m. lapkritį. Tai taip pat didžiausias pasaulyje jėgos agregatas su greitųjų neutronų reaktoriumi.

Bilibino AE

Įsikūręs netoli Bilibino miesto, Chukotkos autonominiame rajone. Jį sudaro keturi EGP-6 blokai, kurių kiekvieno galia po 12 MW, pradėti eksploatuoti 1974 m. (du blokai), 1975 ir 1976 m.

Gamina elektros ir šiluminę energiją.

Kalinino AE

Jis yra Tverės srities šiaurėje, pietinėje Udomlios ežero pakrantėje ir netoli to paties pavadinimo miesto.

Jį sudaro keturi jėgos agregatai su VVER-1000 tipo 1000 MW elektrinės galios reaktoriais, kurie buvo pradėti eksploatuoti 1984, 1986, 2004 ir 2011 m.

2006 m. birželio 4 d. buvo pasirašyta sutartis dėl ketvirtojo energetinio bloko statybos, kuris pradėtas eksploatuoti 2011 m.

Kolos AE

Įsikūręs netoli Polyarnye Zori miestelio, Murmansko srityje, ant Imandros ežero kranto.

Jį sudaro keturi VVER-440 blokai, pradėti eksploatuoti 1973, 1974, 1981 ir 1984 metais.
Stoties galia – 1760 MW.

Kursko AE

Viena iš keturių didžiausių atominių elektrinių Rusijoje, kurios galia – 4000 MW.

Įsikūręs netoli Kurchatovo miesto, Kursko srityje, ant Seimo upės kranto.

Jį sudaro keturi RBMK-1000 agregatai, pradėti eksploatuoti 1976, 1979, 1983 ir 1985 metais.

Stoties galia – 4000 MW.

Leningrado AE

Viena iš keturių didžiausių atominių elektrinių Rusijoje, kurios galia – 4000 MW.

Įsikūręs netoli Sosnovy Bor miesto, Leningrado srityje, Suomijos įlankos pakrantėje.

Jį sudaro keturi RBMK-1000 agregatai, pradėti eksploatuoti 1973, 1975, 1979 ir 1981 m.

Stoties galia – 4 GW. 2007 metais pagaminta 24,635 mlrd. kWh.

Novovoronežo AE

Įsikūręs Voronežo srityje netoli Voronežo miesto, kairiajame Dono upės krante. Susideda iš dviejų VVER vienetų.

Jis Voronežo regionui tiekia 85% elektros energijos ir 50% šilumos Novovoronežo miestui.

Stoties galia (be ) yra 1440 MW.

Rostovo AE

Įsikūręs Rostovo srityje, netoli Volgodonsko miesto. Pirmojo bloko elektros galia – 1000 MW, 2010 metais į tinklą buvo prijungtas antrasis stoties blokas.

2001–2010 m. stotis vadinosi Volgodonsko AE, o paleidus antrąjį AE energijos bloką, stotis oficialiai pervadinta į Rostovo AE.

2008 metais atominė elektrinė pagamino 8,12 mlrd. kWh elektros energijos. Instaliuotųjų pajėgumų panaudojimo koeficientas (IUR) buvo 92,45%. Nuo pat pristatymo (2001 m.) jis pagamino daugiau nei 60 milijardų kWh elektros energijos.

Smolensko AE

Įsikūręs netoli Desnogorsko miesto, Smolensko srityje. Stotis susideda iš trijų energetinių blokų su RBMK-1000 tipo reaktoriais, kurie pradėti eksploatuoti 1982, 1985 ir 1990 metais.

Kiekviename energijos bloke yra: vienas 3200 MW šiluminės galios reaktorius ir du turbogeneratoriai, kurių kiekvieno elektros galia 500 MW.

JAV atominės elektrinės

„Shippingport“ atominė elektrinė, kurios vardinė galia 60 MW, atidaryta 1958 m. Pensilvanijoje. Po 1965 metų visose JAV buvo intensyviai statomos atominės elektrinės.

Didžioji Amerikos atominių elektrinių dalis buvo pastatyta per 15 metų po 1965 m., prieš pirmą rimtą avariją atominėje elektrinėje planetoje.

Jei avarija Černobylio atominėje elektrinėje prisimenama kaip pirmoji avarija, tai taip nėra.

Avarijos priežastis – reaktoriaus aušinimo sistemos nelygumai ir daugybė eksploatuojančių darbuotojų klaidų. Dėl to branduolinis kuras ištirpo. Avarijos padariniams likviduoti prireikė apie milijardą dolerių, likvidavimo procesas truko 14 metų.

Po avarijos Jungtinių Amerikos Valstijų vyriausybė pakoregavo visų valstijoje esančių atominių elektrinių eksploatavimo saugos sąlygas.

Dėl to statybų laikotarpis buvo tęsiamas ir „taikaus atomo“ įrenginių kaina smarkiai išaugo. Tokie pokyčiai sulėtino bendros pramonės plėtrą JAV.

Dvidešimtojo amžiaus pabaigoje JAV veikė 104 reaktoriai. Šiandien JAV užima pirmąją vietą žemėje pagal branduolinių reaktorių skaičių.

Nuo XXI amžiaus pradžios Amerikoje nuo 2013 metų buvo uždaryti keturi reaktoriai, o dar keturi pradėti statyti.

Tiesą sakant, šiandien Jungtinėse Amerikos Valstijose yra 100 reaktorių, veikiančių 62 atominėse elektrinėse, kurios pagamina 20% visos valstijos energijos.

Paskutinis JAV pastatytas reaktorius pradėjo veikti 1996 metais Watts Bar elektrinėje.

JAV valdžios institucijos priėmė naujas energetikos politikos gaires 2001 m. Tai apima branduolinės energijos plėtros vektorių, kuriant naujų tipų reaktorius su tinkamesniu naudingumo koeficientu ir naujas panaudoto branduolinio kuro perdirbimo galimybes.

Iki 2020 metų planuose buvo numatyta pastatyti kelias dešimtis naujų branduolinių reaktorių, kurių bendra galia 50 000 MW. Be to, siekiant padidinti esamų atominių elektrinių galią maždaug 10 000 MW.

JAV pagal atominių elektrinių skaičių pirmauja pasaulyje

Įgyvendinus šią programą, 2013 metais Amerikoje pradėti statyti keturi nauji reaktoriai – du iš jų Vogtl atominėje elektrinėje, o kiti du – VC Summer.

Šie keturi reaktoriai yra naujausio tipo – AP-1000, kuriuos gamina „Westinghouse“.

Novosibirsko cheminių koncentratų gamykla yra viena pirmaujančių pasaulyje branduolinio kuro, skirto atominėms elektrinėms ir tyrimų reaktoriams Rusijoje ir užsienio šalyse, gamintojų. Vienintelis Rusijos metalo ličio ir jo druskų gamintojas. Ji priklauso valstybinės korporacijos „Rosatom“ kuro kompanijai TVEL.

Dėmesio, komentarai po nuotrauka!

Nepaisant to, kad 2011 m. NCCP pagamino ir pardavė 70% pasaulyje sunaudojamo ličio-7 izotopo, pagrindinė jėgainės veikla yra branduolinio kuro gamyba energetikos ir mokslinių tyrimų reaktoriams.
Dabartinis fotoreportažas skirtas šiai rūšiai.

Pagrindinio gamybinio komplekso pastato stogas

Kuro strypų ir kuro rinklių moksliniams reaktoriams gamybos seminaras

Urano dioksido miltelių gamybos, naudojant aukštos temperatūros pirohidrolizę, plotas

Pakrovimas į konteinerius su urano heksafluoridu

Operatorių kambarys
Iš čia kyla urano dioksido miltelių, iš kurių vėliau gaminamos kuro granulės, gamybos proceso kontrolė.

Urano granulių gamybos sritis
Pirmame plane matomi bikoniai, kuriuose laikomi urano dioksido milteliai.
Jie sumaišo miltelius ir plastifikatorių, todėl tabletė gali būti geriau suspausta.

Branduolinės keramikos kuro granulės
Tada jie siunčiami į orkaitę atkaitinimui.

Degiklis (vandenilio deginimas) ant tablečių sukepinimo krosnies
Tabletės atkaitinamos krosnyse ne žemesnėje kaip 1750 laipsnių temperatūroje vandenilį redukuojančioje aplinkoje ilgiau nei 20 valandų.

Branduolinio keraminio kuro granulių gamyba ir techninė kontrolė
Viena 4,5 g sverianti tabletė energijos išsiskyrimu prilygsta 400 kg anglies, 360 kubinių metrų. m dujų arba 350 kg naftos.

Visi darbai atliekami dėžėse, naudojant specialias pirštines.

Talpyklų su tabletėmis iškrovimas

Atominių elektrinių kuro strypų ir kuro rinklių gamybos seminaras

Automatizuota kuro strypų gamybos linija

Čia cirkonio vamzdeliai užpildyti urano dioksido tabletėmis.
Rezultatas – baigti apie 4 m ilgio kuro strypai – kuro elementai.
Kuro strypai jau naudojami kuro rinklių surinkimui, kitaip tariant, branduoliniam kurui.

Gatavų kuro strypų perkėlimas į transportavimo konteinerius
Batų užvalkalai netgi turi ratukus.

FA surinkimo zona
Įrenginys degalų strypų padengimui laku

Kuro strypų tvirtinimas pakrovimo mechanizme

Rėmo gamyba - kanalų ir tarpiklių suvirinimas
Tada į šį rėmą bus sumontuoti 312 kuro strypai.

Rėmo techninė kontrolė

Kanalai ir tarpinės grotelės

Automatiniai kuro strypų ryšulių įrangos stovai

Sijos surinkimas

Kuro rinklių techninė kontrolė

Kuro strypai su brūkšninio kodo ženklinimu, kuriuo tiesiogine prasme galima atsekti visą gaminio gamybos kelią.

Stovai gatavų kuro rinklių apžiūrai ir pakavimui

Pagamintų kuro rinklių patikra
Patikrinkite, ar atstumas tarp kuro strypų yra vienodas.

Baigtas kuro surinkimas

Dviejų vamzdžių konteineriai kuro rinklių transportavimui
NCCP gaminamas kuras atominėms elektrinėms naudojamas Rusijos atominėse elektrinėse, taip pat tiekiamas Ukrainai, Bulgarijai, Kinijai, Indijai ir Iranui.