1 centrală nucleară. Centrala nucleară de la Obninsk. Centralele nucleare ale lumii

Propunerea de a crea un reactor AM pentru viitoarea centrală nucleară a fost făcută pentru prima dată la 29 noiembrie 1949 la o întâlnire a directorului științific al proiectului atomic I.V. Kurchatov, directorul Institutului de Probleme Fizice A.P. Aleksandrov, directorul NIIKhimash N.A. Dollezhal și secretar științific al NTS al industriei B.S. Pozdnyakov. Întâlnirea a recomandat includerea în planul de cercetare al CCGT pentru anul 1950 a „proiectului unui reactor cu uraniu îmbogățit cu dimensiuni reduse doar în scopuri energetice, cu o capacitate totală de degajare a căldurii de 300 de unități, o capacitate efectivă de aproximativ 50 de unități” cu grafit și un lichid de răcire cu apă. Totodată, au fost date instrucțiuni pentru a efectua urgent calcule fizice și studii experimentale asupra acestui reactor.

Mai târziu I.V. Kurchatov și A.P. Zavenyagin a explicat alegerea reactorului AM pentru construcția cu prioritate înaltă prin faptul că, mai mult decât în ​​alte unități, poate folosi experiența practicii convenționale a cazanelor: simplitatea relativă generală a unității facilitează și reduce costul construcției.

În această perioadă, opțiunile de utilizare a reactoarelor de putere sunt discutate la diferite niveluri.

PROIECT

S-a considerat oportun să se înceapă cu crearea unui reactor pentru o centrală electrică de navă. Pentru a justifica proiectarea acestui reactor și pentru a „confirma în principiu... posibilitatea practică de transformare a căldurii reacțiilor nucleare ale instalațiilor nucleare în energie mecanică și electrică”, s-a decis construirea la Obninsk, pe teritoriul Laboratorul „V”, o centrală nucleară cu trei instalații de reactoare, inclusiv și centrala AM, care a devenit reactorul Primului CNE).

Prin Decretul Consiliului de Miniștri al URSS din 16 mai 1950, cercetarea și dezvoltarea în AM a fost încredințată LIPAN (Institutul I.V. Kurchatov), ​​NIIKhimmash, GSPI-11, VTI). În 1950 - începutul anului 1951. aceste organizații au efectuat calcule preliminare (P.E. Nemirovskii, S.M. Feinberg, Yu.N. Zankov), studii preliminare de proiectare etc., apoi toate lucrările la acest reactor au fost, prin decizia lui I.V. Kurchatov, transferat la Laboratorul „B”. Numit supervizor științific, proiectant șef - N.A. Dollezhal.

Proiectul prevedea următorii parametri ai reactorului: putere termică 30 mii kW, putere electrică - 5 mii kW, tip reactor - reactor cu neutroni termici cu moderator din grafit și răcire cu apă naturală.

Până în acest moment, țara avea deja experiență în crearea de reactoare de acest tip (reactoare industriale pentru producția de material pentru bombe), dar acestea diferă semnificativ de centralele electrice, care includ reactorul AM. Dificultățile au fost asociate cu necesitatea de a obține temperaturi ridicate ale lichidului de răcire în reactorul AM, din care a rezultat că a fost necesară căutarea de noi materiale și aliaje care să reziste la aceste temperaturi, să fie rezistente la coroziune, să nu absoarbă neutronii în cantități mari, etc. Pentru inițiatorii construcției unei centrale nucleare cu reactor AM aceste probleme au fost evidente încă de la început, întrebarea a fost cât de repede și cu cât succes puteau fi depășite.

CALCULE ȘI STAND

Până la predarea lucrării la AM la Laboratorul „B”, proiectul era definit doar în termeni generali. Au fost multe probleme fizice, tehnice și tehnologice de rezolvat, iar numărul lor a crescut pe măsură ce lucrarea la reactor progresa.

În primul rând, aceasta a vizat calculele fizice ale reactorului, care trebuiau efectuate fără multe dintre datele necesare pentru aceasta. În Laboratorul „V” D.F. Zaretsky, iar principalele calcule au fost efectuate de grupul lui M.E. Minashina din departamentul A.K. Krasin. PE MINE. Minashin a fost preocupat în special de lipsa unor valori precise pentru multe dintre constante. A fost greu de organizat măsurarea lor la fața locului. La inițiativa sa, unele dintre ele au fost completate treptat, în principal datorită măsurătorilor efectuate de LIPAN și câteva în Laboratorul „B”, dar în general a fost imposibil să se garanteze acuratețea ridicată a parametrilor calculați. Prin urmare, la sfârșitul lunii februarie - începutul lunii martie 1954, a fost asamblat standul AMF - un ansamblu critic al reactorului AM, care a confirmat calitatea satisfăcătoare a calculelor. Și deși ansamblul nu a putut reproduce toate condițiile unui reactor real, rezultatele au susținut speranța de succes, deși au existat multe îndoieli.

La 3 martie 1954, pe acest stand a fost efectuată pentru prima dată la Obninsk o reacție în lanț de fisiune a uraniului.

Dar, ținând cont de faptul că datele experimentale au fost rafinate în mod constant, metodologia de calcul a fost îmbunătățită, până la lansarea reactorului, a continuat studiul valorii încărcăturii de combustibil din reactor, comportamentul reactorului în moduri nestandard, parametrii au fost calculate tijele absorbante etc.

CREAREA UNUI TTEL

Cu o altă sarcină importantă - crearea unui element de combustibil (element de combustibil) - V.A. Malykh și personalul departamentului tehnologic al Laboratorului „V”. În dezvoltarea elementului combustibil au fost implicate mai multe organizații conexe, dar numai opțiunea propusă de V.A. Mic, a arătat performanțe ridicate. Căutarea de proiectare a fost finalizată la sfârșitul anului 1952 prin dezvoltarea unui nou tip de element de combustibil (cu o compoziție de dispersie de granule de uraniu-molibden într-o matrice de magneziu).

Acest tip de element de combustibil a făcut posibilă respingerea acestora în timpul testelor pre-reactor (în acest scop au fost create bănci speciale în Laboratorul V), ceea ce este foarte important pentru asigurarea funcționării fiabile a reactorului. Stabilitatea unui nou element de combustibil într-un flux de neutroni a fost studiată la LIPAN la reactorul MR. NIIKhimmash a dezvoltat canalele de lucru ale reactorului.

Așadar, pentru prima dată în țara noastră, a fost rezolvată poate cea mai importantă și mai dificilă problemă a industriei nucleare emergente - crearea unui element combustibil.

CONSTRUCTIE

În 1951, odată cu începerea lucrărilor de cercetare la reactorul AM din Laboratorul „B”, pe teritoriul său a început construcția unei clădiri de centrale nucleare.

P.I. a fost numit șef de construcții. Zaharov, inginer șef al instalației -.

Ca D.I. Blokhintsev, „clădirea centralei nucleare în părțile sale cele mai importante avea pereți groși din monolit din beton armat pentru a oferi protecție biologică împotriva radiațiilor nucleare. În pereți au fost așezate conducte, canale de cabluri, ventilație etc. Este clar că modificările nu au fost posibile și, prin urmare, la proiectarea clădirii au fost prevăzute rezerve, dacă este posibil, cu așteptarea unor modificări. Pentru dezvoltarea de noi tipuri de echipamente și pentru implementarea lucrărilor de cercetare s-au acordat sarcini științifice și tehnice pentru " terți» - institute, birouri de proiectare și întreprinderi. Adesea, aceste sarcini în sine nu puteau fi finalizate și au fost rafinate și completate pe măsură ce proiectarea progresa. Principalele soluții de inginerie și proiectare... au fost dezvoltate de o echipă de proiectare condusă de N.A. Dollezhal și cel mai apropiat asistent al său, P.I. Aleșcenkov..."

Stilul de lucru la construcția primei centrale nucleare a fost caracterizat de luarea rapidă a deciziilor, viteza de dezvoltare, o anumită profunzime dezvoltată a studiilor primare și modalități de perfecționare a soluțiilor tehnice adoptate, o acoperire largă a domeniilor alternative și de asigurare. . Prima centrală nucleară a fost construită în trei ani.

START

La începutul anului 1954, au început testarea și testarea diferitelor sisteme de stații.

La 9 mai 1954 a început încărcarea miezului reactorului centralei nucleare cu canale de combustibil în Laboratorul „B”. La introducerea canalului 61 de combustibil s-a ajuns la o stare critică, la ora 19:40. În reactor a început o reacție în lanț de fisiune a nucleelor ​​de uraniu. A avut loc lansarea fizică a centralei nucleare.

Reamintindu-și lansarea, el a scris: „Treptat, puterea reactorului a crescut și, în cele din urmă, undeva în apropierea clădirii CHP, unde era furnizat abur din reactor, am văzut un jet scăpând din supapă cu un șuierat puternic. Un nor alb de abur obișnuit și, în plus, încă nu suficient de fierbinte pentru a roti turbina, ni s-a părut un miracol: la urma urmei, acesta este primul abur produs de energia atomică. Apariția lui a fost prilej de îmbrățișări, felicitări „pe un abur ușor” și chiar lacrimi de bucurie. Jubilația noastră a fost împărtășită de I.V. Kurchatov, care a luat parte la lucrări în acele zile. După ce a primit abur cu o presiune de 12 atm. iar la o temperatură de 260 °C a devenit posibilă studierea tuturor unităţilor centralei nucleare în condiţii apropiate de cele de proiectare, iar la 26 iunie 1954, în tura de seară, la ora 17:00. 45 min., robinetul de alimentare cu abur turbogeneratorului a fost deschis și acesta a început să genereze energie electrică dintr-un cazan nuclear. Prima centrală nucleară din lume a intrat sub sarcină industrială.”

„În Uniunea Sovietică, eforturile oamenilor de știință și inginerilor au finalizat cu succes proiectarea și construcția primei centrale nucleare industriale cu o capacitate utilă de 5.000 de kilowați. La 27 iunie, centrala nucleară a fost dată în funcțiune și a furnizat energie electrică pentru industrie și Agricultură zonele învecinate.”

Chiar înainte de punerea în funcțiune, a fost pregătit primul program de lucru experimental la reactorul AM, iar până la închiderea uzinei a fost una dintre principalele baze ale reactorului, unde cercetarea fizico-neutronică, cercetarea în fizica stării solide, testarea tije de combustibil, EGC, producția de produse izotopice etc. Echipajele primelor submarine nucleare, spărgătorul de gheață nuclear „Lenin”, personalul centralelor nucleare sovietice și străine au fost instruiți la centrala nucleară.

Lansarea centralei nucleare pentru personalul tânăr al institutului a fost primul test de pregătire pentru rezolvarea unor probleme noi și mai complexe. În primele luni de lucru au fost ajustate unități și sisteme individuale, au fost studiate în detaliu caracteristicile fizice ale reactorului, regimul termic al echipamentelor și a întregii stații, au fost finalizate și corectate diverse dispozitive. În octombrie 1954, stația a fost adusă la capacitatea de proiectare.

„Londra, 1 iulie (TASS). Anunțul lansării primei centrale atomice industriale din URSS este larg notat în presa engleză, corespondentul de la Moscova al The Daily Worker scrie că acest eveniment istoric „are de o semnificație nemăsurat mai mare decât aruncarea primei bombe atomice pe Hiroshima.

Paris, 1 iulie (TASS). Corespondentul londonez al Agence France-Presse relatează că anunțul punerii în funcțiune în URSS a primei centrale industriale din lume care funcționează cu energie atomică a fost întâmpinat cu mare interes în cercurile londoneze de specialiști atomici. Anglia, continuă corespondentul, construiește o centrală nucleară la Calderhall. Se crede că va putea intra în serviciu nu mai devreme de 2,5 ani...

Shanghai, 1 iulie (TASS). Răspunzând la punerea în funcțiune a unei centrale atomice sovietice, radioul Tokyo transmite: SUA și Marea Britanie plănuiesc și ele construcția de centrale nucleare, dar intenționează să le finalizeze construcția în 1956-1957. Acea împrejurare, că Uniunea Sovieticăînaintea Angliei și Americii în utilizarea energiei atomice în scopuri pașnice, indică faptul că oamenii de știință sovietici au obținut un mare succes în domeniul energiei atomice. Unul dintre experții japonezi remarcabili în domeniu fizica nucleara- Profesorul Yoshio Fujioka, comentând știrile despre lansarea unei centrale nucleare în URSS, a spus că acesta este începutul unei „noui ere”.

Am vizitat Centrala Nucleară Obninsk, prima centrală nucleară din lume. O centrală nucleară cu un singur reactor AM-1 („atom pașnic”) cu o capacitate de 5 MW a dat curent industrial la 27 iunie 1954 în satul Obninskoye, regiunea Kaluga, lângă Moscova, pe teritoriul so- numit „Laboratorul B” (acum Statul Centrul de știință Federația Rusă „Institutul de Fizică și Energie numit după academicianul A.I. Leipunsky").

Stația a fost construită în strict secret și, brusc, la 30 iunie 1954, nu numai în toată țara, ci în toată lumea, a sunat un mesaj TASS, șocând imaginația oamenilor: „În Uniunea Sovietică, eforturile oamenilor de știință iar inginerii au finalizat cu succes proiectarea și construcția primei centrale electrice industriale la energie atomică cu o capacitate utilă de 5000 de kilowați. Pe 27 iunie, centrala nucleară a fost dată în funcțiune și a furnizat energie electrică pentru industrie și agricultură din zonele învecinate.

Pe 9 mai 1954, la ora 19:07, reactorul Primului CNE a fost pornit fizic în prezența lui I.V. Kurchatov și a altor membri ai comisiei de pornire - a început o reacție în lanț. Și abia în octombrie 1954 au ajuns la 100% capacitate, turbina a dat 5 mii kW. Această perioadă de timp - de la pornirea fizică până la capacitatea de proiectare - a fost o perioadă de îmblânzire a „fiarei sălbatice”. Reactorul trebuia studiat, parametrii lui de funcționare comparați cu cei calculați și aduse treptat la capacitatea de proiectare.

Istoria energiei atomice, care a început la Obninsk, are rădăcini adânci în pre-război și timp de război. Stația a fost construită într-un mod extrem timp scurt. Au trecut puțin mai mult de trei ani de la proiectare preliminară până la pornirea puterii. Munca creatorilor Primului CNE a fost foarte apreciată. Un grup mare de participanți la această lucrare au primit ordine și medalii. În 1956, D.I. Blokhintsev a primit Steaua de Aur a Eroului Muncii Socialiste, A.K. Krasin a primit Ordinul lui Lenin. Premiul Lenin a fost acordat în 1957 lui D.I. Blokhintsev. N.A. Dollezhal, A.K. Krasin și V.A. Malykh.

Experiența de exploatare a primei centrale nucleare, în esență experimentală, a confirmat pe deplin soluțiile inginerești și tehnice propuse de specialiștii din industria nucleară, care au făcut posibilă începerea implementării unui program de amploare pentru construcția de noi centrale nucleare în URSS.

De la începutul funcționării Primei CNE, lucrările experimentale au fost dezvoltate pe scară largă la aceasta datorită construcției de bucle și canale experimentale. Regimurile de fierbere a apei au fost studiate direct în elementele tubulare de combustibil ale reactorului, a fost creată o buclă pentru a studia transferul de căldură în timpul fierberii lichidului de răcire, iar aburul a fost supraîncălzit în reactor însuși. Analiza modurilor de funcționare cu fierbere a aburului și supraîncălzire a oferit baza pentru proiectarea reactoarelor de putere mari pentru centralele nucleare Beloyarsk, Bilibino, Leningrad și multe altele.


Turul a fost condus de cel mai în vârstă angajat al stației. Este aici din ziua în care a fost fondat.

Marea experiență tehnică dobândită pe baza exploatării Primului CNE și materialul experimental extins au servit drept fundație pentru dezvoltarea ulterioară a energiei nucleare. Așa a fost conceput, iar acest lucru a fost facilitat de caracteristicile de proiectare ale reactorului NPP Obninsk. Au asigurat mari posibilități experimentale ale reactorului cu parametri fizico-neutroni buni.

Proiectarea reactorului prevede patru canale orizontale în scopuri de știință a materialelor. Doi sunt utilizați pentru producerea de izotopi radioactivi artificiali și doi pentru a studia efectul iradierii cu neutroni asupra proprietăților diferitelor materiale.

Unul dintre canalele orizontale care iese din miezul reactorului a fost folosit pentru a studia structurile atomo-cristaline și magnetice ale solidelor prin difracție cu neutroni. Rezultatele studiilor asupra structurilor cristaline și magnetice ale cromului, efectuate pe un difractometru cu neutroni, au primit recunoaștere generală și au fost calificate drept descoperire științifică.

Astfel, reactorul Primei CNE a devenit una dintre principalele baze ale reactoarelor de cercetare. Pe instalațiile sale experimentale de proiectare și pe cele 17 bucle experimentale nou create, s-a organizat fabricarea de produse izotopice, s-au efectuat măsurători fizice neutronice în domeniul fizicii stării solide, știința materialelor reactoarelor și altele. cercetare cuprinzătoare inainte de ultima zi funcţionarea staţiei.

Mesaje senzaționale în mass-media mass mediaîn întreaga lume despre lansarea Primului NPP a trezit un interes deosebit pentru marea realizare a științei și tehnologiei în Uniunea Sovietică. În special acest interes a crescut în rândul lumii științifice și al liderilor statelor după Prima Conferință de la Geneva privind utilizările pașnice a energiei atomice din toamna anului 1955. DI Blokhintsev a făcut un raport. Contrar regulilor stabilite, finalul reportajului a fost întâmpinat cu o furtună de aplauze.


Telecomanda.

La scurt timp după pornire, centrala nucleară a devenit disponibilă publicului larg. Delegația Autorității Britanice pentru Energia Atomică în cartea de oaspeți și-a exprimat admirația pentru munca profesorului Blokhintsev și a colegilor săi. Delegația RDG a lăsat o notă în care afirmă că a fost o mare onoare pentru sine să viziteze centrala nucleară. Fizicianul german Hertz a scris în cartea de oaspeți: „Am auzit și am citit deja multe despre centrale nucleare, dar ceea ce am văzut aici mi-a depășit toate așteptările...”.

Dintre invitați, timp diferit au vizitat CNE Obninsk oameni de știință remarcabili, personalități politice și publice: D. Nehru și I. Gandhi, A. Sukarno, W. Ulbricht, Kim Il Sung, I. Broz Tito, F. Joliot-Curie, G. Seaborg, F. Perrin, Z.Eklund, G.K.Zhukov, Yu.A.Gagarin, membri ai guvernului țării noastre - G.M.Malenkov, L.M.Kaganovich, V.M.Molotov și mulți alții.

În primii 20 de ani de funcționare, Prima CNE a fost vizitată de aproximativ 60 de mii de oameni.

Consola răspândită.


Butonul roșu AZ (Protecție de urgență) a fost apăsat o singură dată în 2002. Ea a oprit reactorul.

Totul are propria durată de viață, se uzează treptat și devine învechit din punct de vedere moral și fizic. Timp de 48 de ani de funcționare fără probleme, Prima Centrală Nucleară și-a epuizat resursele, după ce a servit cu 18 ani mai mult decât era planificat.

17h. 45 min. 26 iunie 1954 - se furnizează abur turbinei.
27 iunie 1954 - lansarea Primei Centrale Nucleare, mesajul ziarului Pravda.
11 h 31 min. 29 aprilie 2002 - stația este oprită, reacția în lanț este oprită.

În prezent, CNE Obninsk a fost dezafectată. Reactorul său a fost oprit pe 29 aprilie 2002, după aproape 48 de ani de funcționare cu succes. Stația a fost oprită doar din motive economice, deoarece menținerea ei în condiții de siguranță în fiecare an a devenit din ce în ce mai costisitoare, stația era de mult timp subvenționată de stat, iar lucrările de cercetare efectuate asupra ei și producția de izotopi pentru nevoile Medicina rusă a acoperit doar aproximativ 10% din costurile operaționale. În același timp, Ministerul Rusiei de Energie Atomică a plănuit inițial să închidă reactorul NPP abia în 2005, după ce resursa de 50 de ani a fost epuizată.


Sala reactorului.


Reactor, o parte din plăcile de protecție îndepărtate.


Barele de combustibil uzat sunt scufundate aici.


Panou de comandă pentru o macara care transportă bare de combustibil uzat. Operatorul se uită printr-un pahar de cuarț de aproximativ 50 cm grosime.

În ultimii ani ai centralei nucleare, ea a fost numită cu afecțiune „bătrâna”. Ea a devenit cu adevărat mamă și bunica următoarelor generații de centrale nucleare, mai puternice și mai perfecte. Sub îndrumarea științifică a IPPE, a fost construită Prima CNE, iar apoi, cu participarea sa, au fost create facilități importante și binecunoscute: centrala nucleară transportabilă TES-3, reactoare rapide experimentale la IPPE - BR-5, BR-10 și BOR-60 din Dimitrovgrad, transportă centrale nucleare cu un lichid de răcire metal-metal pentru submarine nucleare, primul reactor de putere cu neutroni rapidi răcit cu sodiu din lume BN-350, o centrală nucleară cu un reactor cu neutroni rapidi BN-600 - a 3-a unitate a stației Beloyarskaya, Bilibino ATES, care funcționează în condițiile Nordului Îndepărtat în modul sarcini variabile în termeni de căldură și electricitate, reactoare-convertoare spațiale de tip Topaz și Buk.


Și aceasta este o imagine care arată destul de exact cum se desfășura munca la gară.

---------------------

Fotografii făcute de Moy și Dima

Prima centrală nucleară din lume

După testarea primei bombe atomice, Kurchatov și Dollezhal au discutat despre posibilitatea creării unei centrale nucleare, concentrându-se pe experiența de proiectare și exploatare a reactoarelor industriale. La 16 mai 1949, a fost emis un decret guvernamental corespunzător. În ciuda aparentei simplități a tranziției de la un reactor nuclear la altul, problema s-a dovedit a fi extrem de complicată. Reactoarele industriale funcționau la presiune scăzută a apei în canalele de lucru, apa a răcit blocurile de uraniu și asta a fost suficient.

Schema unei centrale nucleare a fost semnificativ complicată tocmai de faptul că a fost necesar să se mențină o presiune ridicată în canalele de lucru pentru a obține abur a parametrilor necesari pentru funcționarea turbinei. materiale structurale, care a necesitat îmbogățirea uraniului cu izotopul 235. Pentru a nu polua cu radioactivitate compartimentul turbinei centralei nucleare, s-a folosit o schemă cu două circuite, ceea ce a complicat și mai mult centrala.

Primul circuit radioactiv a cuprins canalele tehnologice ale reactorului, pompele pentru circulația apei, partea tubulară a generatoarelor de abur și conductele de legătură ale circuitului primar. Generatorul de abur este un vas proiectat pentru o presiune semnificativă a apei și aburului. În partea inferioară a vasului sunt plasate mănunchiuri de tuburi subțiri prin care apa din circuitul primar este pompată cu o presiune de aproximativ 100 de atmosfere și o temperatură de 300 de grade. Între fasciculele de tuburi se află apa din al doilea circuit, care, luând căldură din fasciculele de tuburi, se încălzește și fierbe. Aburul rezultat la o presiune de peste 12 atmosfere este trimis la turbină. Astfel, apa din circuitul primar nu se amestecă cu mediul circuitului secundar din generatorul de abur și rămâne „curată”. Aburul care s-a produs în turbină este răcit în condensatorul turbinei și se transformă în apă, care este din nou pompată către generatorul de abur de către o pompă. Aceasta menține circulația lichidului de răcire în circuitul secundar.

Blocurile convenționale de uraniu nu erau potrivite pentru centralele nucleare. A fost necesar să se proiecteze canale tehnologice speciale, constând dintr-un sistem de tuburi cu pereți subțiri de diametru mic, pe suprafețele exterioare ale cărora a fost plasat combustibil nuclear. Canalele tehnologice lungi de câțiva metri au fost încărcate în celulele stivei de grafit a reactorului de către o macara rulantă a halei reactorului și conectate la conductele circuitului primar cu părți detașabile. Au existat multe alte diferențe care au complicat centrala nucleară relativ mică pentru generarea de energie electrică.

Când au fost stabilite principalele caracteristici ale proiectului CNE, acesta a fost raportat lui Stalin. El a apreciat foarte mult apariția energiei nucleare interne, oamenii de știință au primit nu numai aprobare, ci și asistență în implementarea unei noi direcții.

În februarie 1950, în Prima Direcție Principală, condusă de B. L., Vannikov și A. P. Zavenyagin, au fost discutate în detaliu propunerile oamenilor de știință, iar la 29 iulie a aceluiași an, Stalin a semnat Decretul Consiliului de Miniștri al URSS privind dezvoltarea și construcția unei centrale nucleare în orașul Obninsk cu un reactor, a primit numele de cod „AM”. Reactorul a fost proiectat de N.A. Dollezhal cu echipa sa. În același timp, proiectarea echipamentelor stației a fost realizată de alte organizații, precum și construcția centralei nucleare.

Kurchatov l-a numit pe D. I. Blokhintsev ca adjunct al său pentru conducerea științifică a CNE Obninsk; N. A. Nikolaev a fost numit primul director al NPP.

În 1952, au fost efectuate lucrări științifice și de proiectare la reactorul AM și la centrala nucleară în ansamblu. La începutul anului au început lucrările la subterana centralei nucleare, la construcția de locuințe și amenajări sociale și culturale, drumuri de acces și un baraj pe râul Protva. În 1953, volumul principal de construcție și munca de instalare: au fost ridicate clădirea reactorului și clădirea turbogeneratorului, au fost instalate structurile metalice ale reactorului, generatoare de abur, conducte, turbine și multe altele. În 1953, șantierul a primit statutul de cel mai important din Minsredmash (în 1953, PSU a fost transformat în Ministerul Construcției de Mașini Medii). Kurchatov a venit adesea la construcții, au construit un mic casa de lemnîntr-o pădure din apropiere, unde a ținut întâlniri cu managerii de unități.

La începutul anului 1954 a fost efectuată așezarea cu grafit a reactorului. Etanșeitatea vasului reactorului a fost testată în prealabil printr-o metodă sensibilă cu heliu. Heliul gazos era furnizat în interiorul corpului sub presiune scăzută, iar în exterior toate îmbinările sudate au fost „resimțite” cu un detector de scurgeri de heliu, care detectează mici scurgeri de heliu. În timpul testelor cu heliu, au fost identificate soluții de proiectare nereușite și ceva a trebuit să fie refăcut. După repararea îmbinărilor sudate și reverificarea etanșeității, suprafețele interioare ale structurilor metalice sunt îndepărtate cu grijă de praf și predate pentru pozare.

Lucrările la zidăria din grafit sunt așteptate cu nerăbdare atât de muncitori, cât și de manageri. Acesta este un fel de piatră de hotar în calea lungă de instalare a reactorului. Zidaria apartine categoriei lucrarilor curate si necesita de fapt curatenie sterila. Chiar și praful care intră în reactor îi va degrada calitatea. Rând după rând, sunt așezate blocuri de grafit de lucru, verificând golurile dintre ele și alte dimensiuni. Muncitorii sunt acum de nerecunoscut, toți sunt în salopetă albă și pantofi de siguranță, șepci albe ca să nu cadă părul. În sala reactorului, aceeași curățenie sterilă, nimic de prisos, curățarea umedă este aproape continuă. Zidăria se execută rapid, non-stop, iar după terminarea lucrării, acestea sunt predate controlorilor pretențioși. La sfârșit, trapele din reactor sunt închise și sigilate. Apoi se trece la instalarea canalelor tehnologice si a canalelor pentru controlul si protejarea reactorului (canale CPS).La prima CNE au facut multe necazuri. Faptul este că tuburile canalelor aveau pereți foarte subțiri și au funcționat presiune ridicata si temperatura. Pentru prima dată, industria a stăpânit producția și sudarea unor astfel de țevi cu pereți subțiri, care au provocat scurgeri de apă prin scurgeri de sudură.Au trebuit schimbate canalele curente, tehnologia lor de fabricație și, toate acestea au durat timp. Au fost alte greutăți, dar toate obstacolele au fost depășite. Lucrările de pornire au început.

La 9 mai 1954, reactorul a ajuns la criticitate; până pe 26 iunie s-au efectuat lucrări de ajustare la diferite niveluri de putere la numeroase sisteme de centrale nucleare. Pe 26 iunie, în prezența lui I. V. Kurchatov, turbinei a fost furnizat cu abur și a fost efectuată o creștere suplimentară a puterii. Pe 27 iunie a avut loc pornirea oficială a primei centrale nucleare Obninsk din lume cu livrarea de energie electrică către sistemul Mosenergo.

Centrala nucleară avea o putere de ieșire de 5.000 de kilowați. În reactor au fost instalate 128 de canale tehnologice și 23 de canale CPS. O singură sarcină a fost suficientă pentru a funcționa centrala nucleară la capacitate maximă timp de 80-100 de zile. CNE Obninsk a atras atenția oamenilor din întreaga lume. Au vizitat-o ​​numeroase delegații din aproape toate țările. Au vrut să vadă miracolul rusesc cu ochii lor. Nu este nevoie de cărbune, petrol sau gaz combustibil, aici căldura din reactor, ascunsă în spatele unei protecții fiabile de beton și fontă, pune în mișcare un turbogenerator și generează energie electrică, care la acea vreme era suficientă pentru nevoile unui oraș cu o populație de 30-40 de mii de oameni, cu consumul de combustibil nuclear este de aproximativ 2 tone pe an.

Anii vor trece și pe pământ în tari diferite vor apărea sute de centrale nucleare de o putere enormă, dar toate, ca Volga dintr-un izvor, își au originea pe pământul rusesc, nu departe de Moscova, în orașul de renume mondial Obninsk, unde pentru prima dată un atom trezit a împins. palele turbinei și au dat curent electric sub gloriosul motto rusesc: „Să fie atomul este un muncitor, nu un soldat!”

În 1959, Georgy Nikolaevich Ushakov, care l-a înlocuit pe Nikolaev ca director al NPP Obninsk, a publicat o carte - „Prima centrală nucleară”. O întreagă generație de oameni de știință nucleari a studiat sub această carte.

CNE Obninsk, chiar și în timpul construcției și pornirii, s-a transformat într-o școală minunată pentru instruirea personalului de construcții și instalații, oameni de știință și personal de operare. CNE a îndeplinit acest rol timp de multe decenii în timpul funcționării comerciale și a numeroaselor lucrări experimentale asupra acesteia. Școala Obninsk a fost frecventată de specialiști cunoscuți în energie nucleară precum: G. Shasharin, A. Grigoryants, Yu. Evdokimov, M. Kolmanovsky, B. Semenov, V. Konochkin, P. Palibin, A. Krasin și mulți alții .

În 1953, la una dintre întâlniri, ministrul URSS al Ministerului Mașinilor Medie V. A. Malyshev le-a pus lui Kurchatov, Aleksandrov și altor oameni de știință problema dezvoltării unui reactor nuclear pentru un puternic spărgător de gheață, de care țara avea nevoie pentru a extinde semnificativ navigația în mările noastre nordice și apoi să o facem pe tot parcursul anului. La acea vreme, o atenţie deosebită era acordată Nordului Îndepărtat ca fiind cel mai important economic şi regiune strategică. Au trecut 6 ani și primul spărgător de gheață cu propulsie nucleară din lume „Lenin” a plecat în călătoria sa inaugurală. Acest spărgător de gheață a servit 30 de ani în condițiile grele din Arctica.

Concomitent cu spărgătorul de gheață, se construia și un submarin nuclear (NPS), hotărârea guvernamentală privind construirea lui a fost semnată în 1952, iar în august 1957 barca a fost lansată. Acest prim submarin nuclear sovietic a fost numit „Leninsky Komsomol”. Ea a făcut o călătorie sub gheață la Polul Nord și s-a întors în siguranță la bază.

Din cartea Mirages and Ghosts autor Bushkov Alexandru

PARTEA ÎNTÂI. ȘTIINȚA NATURII ÎN LUMEA DUHULUI.

autor

Din cartea Cea mai nouă carte a faptelor. Volumul 3 [Fizica, chimie si tehnologie. Istorie și arheologie. Diverse] autor Kondrașov Anatoli Pavlovici

Din cartea Marile mistere ale lumii artei autor Korovina Elena Anatolievna

Prima femeie sculptoare din lume A fost soarta ca, în 1491, la Bologna, sa născut o fiică în familia unui cetățean bogat și nobil, pe care părinții ei l-au numit Propercia. Și a fost, de asemenea, soarta că tocmai această Proprietate a fost aprinsă de o pasiune pentru... sculptură și pictură

Din cartea Istorie interzisă de Kenyon Douglas

CAPITOLUL 31 CENTRALA ELECTRICĂ GIZA: TEHNOLOGIA EGIPȚIANĂ VECHE În vara anului 1997, Atlantis Rising a fost abordat de un cercetător guvernamental privind armele acustice neletale. El a spus că echipa sa analizează Marea Piramidă cu

Din cartea The Hunt for the Atomic Bomb: KGB Dossier No. 13 676 autor Cikov Vladimir Matveevici

1. Problema atomică Triumful documentelor Când ultimul lider sovietic, Mihail Gorbaciov, a început să pună în aplicare o politică de glasnost la sfârșitul anilor 1980 prin extinderea gamei de lucrări permise pentru publicare, el spera să insufle viață statului muribund.

Din cartea Baikonur necunoscut. Culegere de memorii ale veteranilor din Baikonur [Sub redactia generală a compilatorului cărții B. I. Posysaev] autor Romanov Alexandru Petrovici

Viktor Ivanovici Vasiliev PRIMUL POSTA SPATIAL DIN LUME Născut la 27 noiembrie 1931 în Balakliya, regiunea Harkov. În 1959 a absolvit Academia de Inginerie a Forțelor Aeriene Banner Roșu din Leningrad. A. F. Mozhaisky. A slujit la Cosmodromul Baikonur din 1960 până în

Din cartea Istoria lumii în bârfă autor Baganova Maria

Prima poetesă din lume Sumerienii au lăsat lumii numeroase monumente literare: acestea sunt imnuri către zei, laude ale regilor, legende, bocete... Vai, autorii lor ne sunt necunoscuți. Nu putem spune cu certitudine cine a fost Puabi, care a fost onorat cu o înmormântare atât de magnifică, dar putem face multe

Din cartea Victoria și necazurile Rusiei autor Kozhinov Vadim Valerianovich

CAPITOLUL I DESPRE LOCUL RUSIEI ÎN LUME Din punct de vedere pur geografic, problema pare a fi destul de clară: Rusia, de la anexarea teritoriilor la est de Munții Urali, care a început în secolul al XVI-lea, a fost o tara din care face parte

Din cartea Vot for Caesar autorul Jones Peter

Teoria atomică Unii filozofi greci antici, spre deosebire de Socrate, au împărtășit pe deplin ideea dependenței complete a vieții umane de proprietățile fizice ale lumii înconjurătoare. Una dintre teoriile în acest sens era de o importanţă extremă.Pentru a uşor

Din cartea Can Russia Compete? Istoria inovației în Rusia țaristă, sovietică și modernă autorul Graham Lauren R.

Energia nucleară Rusia este un jucător internațional puternic în domeniul energiei nucleare. Din punct de vedere istoric, punctele sale forte în acest domeniu sunt înrădăcinate în programul sovietic de arme nucleare. Cu toate acestea, chiar și în perioada post-sovietică guvernul rus a continuat

Din cartea Istoria Orientului Îndepărtat. Asia de Est și de Sud-Est autorul Crofts Alfred

Bomba atomică Dacă Japonia a găsit arma supremă în inima unui samurai, atunci SUA a luat-o din energia primordială a universului. Oamenii de știință estici cunoșteau sensul de rău augur al formulei lui Einstein E = Mc2. Unii oameni de știință s-au despărțit

Din cartea Războiul Mare autor Burovski Andrei Mihailovici

Din cartea Sunt un om autor Suhov Dmitri Mihailovici

În care vorbește despre lumea experiențelor umane, pasiuni - emoții, locul lor în lumea spirituală a diferiților indivizi, trăsături și diferențe în diferite LHT Toată lumea știe totul despre emoții. Încă ar fi! - spre deosebire de alte calități umane diferite de care pot fi „ascunse”.

Din cartea Memorabil. Cartea 2. Testul timpului autor Gromyko Andrei Andreevici

Litvinov și prima femeie ambasadoră din lume, succesorul lui Kollontai Cicherin ca comisar al poporului pentru afaceri externe în 1930 a fost Maxim Maksimovici Litvinov. (Numele și prenumele lui adevărat erau Max Wallach.) A ocupat această funcție până în 1939, când a fost înlocuit de V.M. Molotov.În 1941

Din cartea Istorie populară - De la electricitate la televiziune autorul Kuchin Vladimir

O centrală nucleară sau CNE pe scurt este un complex de structuri tehnice concepute pentru a genera energie electrică prin utilizarea energiei eliberate în timpul unei reacții nucleare controlate.

În a doua jumătate a anilor '40, înainte de finalizarea lucrărilor de creare a primei bombe atomice, care a fost testată la 29 august 1949, oamenii de știință sovietici au început să dezvolte primele proiecte pentru utilizarea pașnică a energiei atomice. Direcția principală a proiectelor a fost industria energiei electrice.

În mai 1950, în zona satului Obninskoye, regiunea Kaluga, a început construcția primei centrale nucleare din lume.

Pentru prima dată, electricitatea a fost primită folosind un reactor nuclear pe 20 decembrie 1951 în statul Idaho din SUA.

Pentru a testa funcționalitatea, generatorul a fost conectat la patru lămpi cu incandescență, dar nu mă așteptam ca lămpile să se aprindă.

Din acel moment, omenirea a început să folosească energia unui reactor nuclear pentru a genera electricitate.

Primele centrale nucleare

Construcția primei centrale nucleare din lume cu o capacitate de 5 MW a fost finalizată în 1954 și pe 27 iunie 1954 a fost lansată, așa că a început să funcționeze.


În 1958 a fost pusă în funcțiune prima etapă a centralei nucleare din Siberia cu o capacitate de 100 MW.

Construcția centralei nucleare industriale de la Beloyarsk a început și în 1958. La 26 aprilie 1964, generatorul etapei 1 a dat curent consumatorilor.

În septembrie 1964, Unitatea 1 a CNE Novovoronezh a fost pusă în funcțiune cu o capacitate de 210 MW. A doua unitate cu o capacitate de 350 MW a fost lansată în decembrie 1969.

În 1973, a fost lansată CNE Leningrad.

În alte țări, prima centrală nucleară industrială a fost pusă în funcțiune în 1956 la Calder Hall (Marea Britanie) cu o capacitate de 46 MW.

În 1957, în Shippingport (SUA) a fost pusă în funcțiune o centrală nucleară de 60 MW.

Liderii mondiali în producția de energie nucleară sunt:

  1. SUA (788,6 miliarde kWh/an),
  2. Franța (426,8 miliarde kWh/an),
  3. Japonia (273,8 miliarde kWh/an),
  4. Germania (158,4 miliarde kWh/an),
  5. Rusia (154,7 miliarde kWh/an).

Clasificarea CNE

Centralele nucleare pot fi clasificate în mai multe moduri:

După tipul de reactor

  • Reactoarele cu neutroni termici care folosesc moderatori speciali pentru a crește probabilitatea de absorbție a neutronilor de către nucleele atomilor de combustibil
  • reactoare cu apă ușoară
  • reactoare cu apă grea
  • Reactoare rapide cu neutroni
  • Reactoare subcritice care utilizează surse externe de neutroni
  • Reactoare de fuziune

După tipul de energie eliberată

  1. Centrale nucleare(NPP) concepute doar pentru a genera energie electrică
  2. Centrale nucleare combinate de căldură și energie (CNP) care generează atât energie electrică, cât și căldură

La centralele nucleare situate pe teritoriul Rusiei există centrale termice, acestea sunt necesare pentru încălzirea apei din rețea.

Tipuri de combustibil utilizat în centralele nucleare

La centralele nucleare pot fi utilizate mai multe substanțe, datorită cărora este posibil să se genereze electricitate nucleară, combustibil modern Centralele nucleare sunt uraniu, toriu și plutoniu.

Combustibilul cu toriu nu este utilizat în prezent în centralele nucleare, din mai multe motive.

in primul rand, este mai dificil să-l transformi în elemente de combustibil, elemente de combustibil prescurtate.

Barele de combustibil sunt tuburi metalice care sunt plasate în interiorul unui reactor nuclear. Interior

Elementele combustibile sunt substanțe radioactive. Aceste tuburi sunt instalații de depozitare a combustibilului nuclear.

În al doilea rând Cu toate acestea, utilizarea combustibilului cu toriu implică o prelucrare complexă și costisitoare a acestuia după utilizarea la centralele nucleare.

De asemenea, combustibilul plutoniu nu este utilizat în industria nucleară, având în vedere faptul că această substanță are o compoziție chimică foarte complexă, sistemul de utilizare completă și sigură nu a fost încă dezvoltat.

combustibil de uraniu

Principala substanță care generează energie la centralele nucleare este uraniul. Astăzi, uraniul este extras în mai multe moduri:

  • mine deschise
  • închis în mine
  • leşierea subterană, prin foraj de mine.

Leșierea subterană, prin forajul minier, are loc prin introducerea unei soluții de acid sulfuric în puțuri subterane, soluția este saturată cu uraniu și pompată înapoi.

Cele mai mari rezerve de uraniu din lume se află în Australia, Kazahstan, Rusia și Canada.

Cele mai bogate zăcăminte sunt în Canada, Zair, Franța și Cehia. În aceste țări, dintr-o tonă de minereu se obțin până la 22 de kilograme de materii prime de uraniu.

În Rusia, dintr-o tonă de minereu se obține puțin mai mult de un kilogram și jumătate de uraniu. Siturile de exploatare a uraniului sunt neradioactive.

În forma sa pură, această substanță nu este foarte periculoasă pentru oameni; un pericol mult mai mare este radonul, gazul radioactiv incolor, care se formează în timpul descompunerii naturale a uraniului.

Prepararea uraniului

Sub formă de minereu, uraniul nu este utilizat în centralele nucleare; minereul nu reacționează. Pentru a utiliza uraniul la centralele nucleare, materiile prime sunt procesate în pulbere - oxid de uraniu, iar după aceea devine combustibil de uraniu.

Pulberea de uraniu se transformă în „tablete” metalice - este presată în conuri mici, îngrijite, care sunt arse timp de o zi la temperaturi de peste 1500 de grade Celsius.

Aceste pelete de uraniu sunt cele care intră în reactoare nucleare, unde încep să interacționeze între ele și, în cele din urmă, le oferă oamenilor electricitate.

Aproximativ 10 milioane de pelete de uraniu lucrează simultan într-un reactor nuclear.

Înainte de introducerea peleților de uraniu în reactor, acestea sunt plasate în tuburi metalice din aliaje de zirconiu - bare de combustibil, tuburile sunt interconectate în mănunchiuri și formează ansambluri combustibile - ansambluri combustibile.

Ansamblurile de combustibil sunt numite combustibil pentru centrale nucleare.

Cum este procesarea combustibilului nuclear

După un an de utilizare a uraniului în reactoare nucleare, acesta trebuie înlocuit.

Pilele de combustibil sunt răcite timp de câțiva ani și trimise pentru tăiere și dizolvare.

Ca rezultat al extracției chimice, uraniul și plutoniul sunt separate, care sunt refolosite și utilizate pentru a produce combustibil nuclear proaspăt.

Produșii de descompunere ai uraniului și plutoniului sunt trimiși la fabricarea surselor de radiații ionizante, sunt utilizați în medicină și industrie.

Tot ceea ce rămâne după aceste manipulări este trimis la cuptor pentru încălzire, din această masă se prepară sticla, o astfel de sticlă este depozitată în spații speciale de depozitare.

Sticla nu este făcută din rămășițe pentru utilizare în masă, sticla este folosită pentru depozitarea substanțelor radioactive.

Este dificil să izolați resturile de elemente radioactive din sticlă, care pot dăuna mediului. Recent, a apărut o nouă modalitate de eliminare a deșeurilor radioactive.

Reactoare nucleare rapide sau reactoare cu neutroni rapizi care funcționează cu reziduuri de combustibil nuclear reprocesat.

Potrivit oamenilor de știință, rămășițele de combustibil nuclear, care sunt acum depozitate în depozite, sunt capabile să furnizeze combustibil pentru reactoare cu neutroni rapidi timp de 200 de ani.

În plus, noile reactoare rapide pot funcționa cu combustibil de uraniu, care este fabricat din uraniu 238, această substanță nu este utilizată în centralele nucleare convenționale, deoarece. este mai ușor pentru centralele nucleare de astăzi să proceseze 235 și 233 de uraniu, din care nu a mai rămas mult în natură.

Astfel, noile reactoare sunt o oportunitate de a folosi depozite uriașe de uraniu 238, care nu au mai fost folosite până acum.

Principiul de funcționare a centralelor nucleare

Principiul de funcționare a unei centrale nucleare pe un reactor de putere cu apă sub presiune cu dublu circuit (VVER).

Energia eliberată în miezul reactorului este transferată la agentul de răcire primar.

La ieșirea din turbine, aburul intră în condensator, unde este răcit de o cantitate mare de apă care vine din rezervor.


Compensatorul de presiune este o structură destul de complexă și voluminoasă, care servește la egalizarea fluctuațiilor de presiune din circuit în timpul funcționării reactorului, care apar din cauza expansiunii termice a lichidului de răcire. Presiunea din primul circuit poate ajunge până la 160 de atmosfere (VVER-1000).

Pe lângă apă, sodiul topit sau gazul poate fi folosit și ca agent de răcire în diferite reactoare.

Utilizarea sodiului face posibilă simplificarea designului carcasei miezului reactorului (spre deosebire de circuitul de apă, presiunea din circuitul de sodiu nu depășește presiunea atmosferică), pentru a scăpa de compensatorul de presiune, dar creează propriile dificultăți asociate cu activitatea chimică crescută a acestui metal.

Numărul total de circuite poate varia pentru diferite reactoare, diagrama din figură este pentru reactoare de tip VVER (Public Water Power Reactor).

Reactoarele de tip RBMK (Reactor de tip canal de mare putere) folosesc un circuit de apă, iar reactoarele BN (Reactor de neutroni rapid) utilizează două circuite de sodiu și unul de apă.

Dacă nu este posibil să se folosească o cantitate mare de apă pentru a condensa aburul, în loc să se folosească un rezervor, apa poate fi răcită în turnuri speciale de răcire (turnuri de răcire), care, datorită dimensiunii lor, sunt de obicei partea cea mai vizibilă. a unei centrale nucleare.

Dispozitiv cu reactor nuclear

Un reactor nuclear folosește procesul de fisiune nucleară, în care un nucleu greu se rupe în două fragmente mai mici.

Aceste fragmente sunt într-o stare foarte excitată și emit neutroni, alte particule subatomice și fotoni.

Neutronii pot provoca noi fisiuni, în urma cărora sunt emiși mai mulți neutroni și așa mai departe.

O astfel de serie continuă de divizări auto-susținută se numește reacție în lanț.

În acest caz, se eliberează o cantitate mare de energie, a cărei producție este scopul utilizării centralelor nucleare.

Principiul de funcționare al unui reactor nuclear și al unei centrale nucleare este astfel încât aproximativ 85% din energia de fisiune este eliberată într-o perioadă foarte scurtă de timp după începerea reacției.

Restul este produs de dezintegrarea radioactivă a produselor de fisiune după ce au emis neutroni.

Dezintegrarea radioactivă este procesul prin care un atom ajunge într-o stare mai stabilă. Continuă chiar și după finalizarea diviziunii.

Elementele principale ale unui reactor nuclear

  • Combustibil nuclear: uraniu îmbogățit, izotopi de uraniu și plutoniu. Cel mai des folosit este uraniul 235;
  • Lichidul de răcire pentru producția de energie care este generată în timpul funcționării reactorului: apă, sodiu lichid etc.;
  • Tije de control;
  • moderator de neutroni;
  • Manta pentru protectie impotriva radiatiilor.

Principiul de funcționare al unui reactor nuclear

Miezul reactorului conține elemente de combustibil (TVEL) - combustibil nuclear.

Ele sunt asamblate în casete, care includ câteva zeci de bare de combustibil. Lichidul de răcire curge prin canale prin fiecare casetă.

Barele de combustibil reglează puterea reactorului. O reacție nucleară este posibilă numai la o anumită masă (critică) a tijei de combustibil.

Masa fiecărei tije separat este sub cea critică. Reacția începe când toate tijele sunt în zona activă. Prin scufundarea și îndepărtarea barelor de combustibil, reacția poate fi controlată.

Deci, atunci când masa critică este depășită, elementele de combustibil radioactiv emit neutroni care se ciocnesc cu atomii.

Ca urmare, se formează un izotop instabil, care se descompune imediat, eliberând energie sub formă de radiație gamma și căldură.

Particulele, care se ciocnesc, își transmit energie cinetică, iar numărul dezintegrarilor crește exponențial.

Aceasta este reacția în lanț - principiul funcționării unui reactor nuclear. Fără control, are loc cu viteza fulgerului, ceea ce duce la o explozie. Dar într-un reactor nuclear, procesul este sub control.

Astfel, în zona activă, energie termală, care este transferat în apa care spală această zonă (primul circuit).

Aici temperatura apei este de 250-300 de grade. În plus, apa dă căldură celui de-al doilea circuit, după aceea - palelor turbinelor care generează energie.

Conversia energiei nucleare în energie electrică poate fi reprezentată schematic:

  • Energia internă a miezului de uraniu
  • Energia cinetică a fragmentelor de nuclee degradate și a neutronilor eliberați
  • Energia internă a apei și aburului
  • Energia cinetică a apei și aburului
  • Energia cinetică a rotoarelor turbinei și generatoarelor
  • Energie electrica

Miezul reactorului este format din sute de casete, unite printr-o carcasă metalică. Acest înveliș joacă, de asemenea, rolul unui reflector de neutroni.

Printre casete sunt introduse tije de control pentru reglarea vitezei de reacție și tije pentru protecția de urgență a reactorului.

Centrală nucleară

Primele proiecte ale unor astfel de stații au fost dezvoltate încă din anii 70 ai secolului XX, dar din cauza revoltelor economice care au avut loc la sfârșitul anilor 80 și a opoziției publice severe, niciunul nu a fost pe deplin implementat.

Excepție este CNE Bilibino de capacitate mică, furnizează căldură și electricitate satului Bilibino din Arctica (10 mii de locuitori) și întreprinderi miniere locale, precum și reactoare de apărare (acestea sunt angajate în producția de plutoniu):

  • CNE din Siberia furnizează căldură la Seversk și Tomsk.
  • Reactorul ADE-2 de la Uzina Minieră și Chimică Krasnoyarsk, din 1964 furnizând căldură și electricitate orașului Zheleznogorsk.

La momentul crizei, a început construcția mai multor centrale nucleare bazate pe reactoare similare cu VVER-1000:

  • Voronezh AST
  • Gorki AST
  • Ivanovskaya AST (numai planificat)

Construcția acestor AST-uri a fost oprită în a doua jumătate a anilor 1980 sau începutul anilor 1990.

În 2006, concernul Rosenergoatom a plănuit să construiască o centrală nucleară plutitoare de încălzire pentru Arkhangelsk, Pevek și alte orașe polare, bazată pe reactorul KLT-40 utilizat pe spărgătoarele de gheață nucleare.

Există un proiect pentru construirea unui AST nesupravegheat bazat pe reactorul Elena și a unei centrale mobile (pe cale ferată) de reactoare Angstrem.

Dezavantajele și avantajele centralelor nucleare

Fiecare proiect de inginerie are avantajele și dezavantajele sale.

Aspecte pozitive ale centralelor nucleare:

  • Fără emisii nocive;
  • Emisiile de substanțe radioactive sunt de câteva ori mai mici decât el de cărbune. stații de capacitate similară (centralele termice cenușă-cărbune conțin un procent de uraniu și toriu suficient pentru extracția lor rentabilă);
  • O cantitate mică de combustibil utilizat și posibilitatea reutilizarii acestuia după procesare;
  • Putere mare: 1000-1600 MW pe unitate;
  • Cost redus de energie, în special de căldură.

Aspecte negative ale centralelor nucleare:

  • Combustibilul iradiat este periculos, necesitând măsuri complexe și costisitoare de reprocesare și depozitare;
  • Funcționarea cu putere variabilă este nedorită pentru reactoarele cu neutroni termici;
  • Consecințele unui posibil incident sunt extrem de grave, deși probabilitatea acestuia este destul de mică;
  • Investiții mari de capital, atât specifice, la 1 MW de capacitate instalată pentru unitățile cu o capacitate mai mică de 700-800 MW, cât și generale, necesare construcției stației, infrastructurii acesteia, precum și în cazul unei eventuale lichidări.

Evoluții științifice în domeniul energiei nucleare

Desigur, există neajunsuri și preocupări, dar, în același timp, energia nucleară pare să fie cea mai promițătoare.

Modalitățile alternative de obținere a energiei, datorită energiei mareelor, vântului, Soarelui, surselor geotermale etc., au în prezent un nivel scăzut de energie primită, iar concentrația sa scăzută.

Tipurile necesare de producere a energiei au riscuri individuale pentru ecologie și turism, de exemplu, producția de celule fotovoltaice, care poluează mediul, pericolul parcurilor eoliene pentru păsări, modificări ale dinamicii valurilor.

Oamenii de știință dezvoltă proiecte internaționale pentru reactoare nucleare de nouă generație, precum GT-MGR, care vor îmbunătăți siguranța și vor crește eficiența centralelor nucleare.

Rusia a început construcția primei centrale nucleare plutitoare din lume, care permite să rezolve problema penuriei de energie în zonele de coastă îndepărtate ale țării.

SUA și Japonia dezvoltă minicentrale nucleare cu o capacitate de aproximativ 10-20 MW în scopul furnizării de căldură și energie electrică a industriilor individuale, ansamblurilor rezidențiale și, în viitor, caselor individuale.

Reducerea capacitatii instalatiei implica o crestere a scarii productiei. Reactoarele de dimensiuni mici sunt create folosind tehnologii sigure care reduc foarte mult posibilitatea de scurgere a materialului nuclear.

Producția de hidrogen

Guvernul SUA a adoptat Inițiativa privind hidrogenul atomic. Împreună cu Coreea de Sud, se lucrează pentru a crea reactoare nucleare o nouă generație capabilă să producă cantități mari de hidrogen.

INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) prezice că o centrală nucleară de ultimă generație va produce hidrogen echivalent cu 750.000 de litri de benzină zilnic.

Cercetările sunt finanțate pentru a produce hidrogen la centralele nucleare existente.

Energia termonucleara

Și mai interesantă, deși o perspectivă relativ îndepărtată, este utilizarea energiei de fuziune nucleară.

Reactoarele termonucleare, conform calculelor, vor consuma mai puțin combustibil pe unitatea de energie și atât acest combustibil în sine (deuteriu, litiu, heliu-3), cât și produsele lor de sinteză sunt neradioactive și, prin urmare, sigure pentru mediu.

În prezent, cu participarea Rusiei, în sudul Franței, este în derulare construcția reactorului termonuclear experimental internațional ITER.

Ce este eficienta

Coeficient de performanță (COP) - o caracteristică a eficienței unui sistem sau dispozitiv în raport cu conversia sau transferul de energie.

Este determinată de raportul dintre energia utilă utilizată și cantitatea totală de energie primită de sistem. Eficiența este o mărime adimensională și este adesea măsurată ca procent.

Eficiența centralei nucleare

Cea mai mare randament (92-95%) este avantajul hidrocentralelor. Acestea generează 14% din electricitatea mondială.

Cu toate acestea, acest tip de stație este cel mai solicitant la locul de construcție și, după cum a demonstrat practica, este foarte sensibil la respectarea regulilor de funcționare.

Exemplul evenimentelor de la CHE Sayano-Shushenskaya a arătat la ce consecințe tragice poate duce neglijarea regulilor de funcționare în efortul de a reduce costurile de exploatare.

Centralele nucleare au randament ridicat (80%). Ponderea lor în producția mondială de energie electrică este de 22%.

Dar centralele nucleare necesită o atenție sporită la problema siguranței, atât în ​​faza de proiectare, cât și în timpul construcției și în timpul funcționării.

Cea mai mică abatere de la reglementările stricte de siguranță pentru centralele nucleare este plină de consecințe fatale pentru întreaga omenire.

Pe lângă pericolul imediat în caz de accident, utilizarea centralelor nucleare este însoțită de probleme de siguranță asociate cu eliminarea sau eliminarea combustibilului nuclear uzat.

Eficiența centralelor termice nu depășește 34%, acestea generând până la șaizeci la sută din energia electrică a lumii.

Pe lângă energie electrică, termocentralele produc energie termică, care sub formă de abur fierbinte sau apă caldă poate fi transmisă consumatorilor pe o distanță de 20-25 de kilometri. Asemenea stații se numesc CHP (Heat Electro Central).

TPP-urile și CHPP-urile nu sunt costisitoare de construit, dar dacă nu sunt luate măsuri speciale, acestea afectează negativ mediul.

Impactul negativ asupra mediului depinde de ce combustibil este utilizat în unitățile termice.

Produsele de ardere a cărbunelui și a produselor petroliere grele sunt cele mai dăunătoare, gazele naturale sunt mai puțin agresive.

Centralele termice sunt principalele surse de energie electrică în Rusia, Statele Unite și majoritatea țărilor europene.

Cu toate acestea, există și excepții, de exemplu, în Norvegia, electricitatea este generată în principal de centrale hidroelectrice, iar în Franța, 70% din electricitate este generată de centrale nucleare.

Prima centrală electrică din lume

Prima centrală electrică centrală, Pearl Street, a fost pusă în funcțiune pe 4 septembrie 1882 în New York City.

Stația a fost construită cu sprijinul Edison Illuminating Company, care a fost condusă de Thomas Edison.

Pe el au fost instalate mai multe generatoare Edison cu o putere totală de peste 500 kW.

Stația a furnizat energie electrică pe întreaga zonă a New York-ului cu o suprafață de aproximativ 2,5 kilometri pătrați.

Stația a ars din temelii în 1890 și doar un dinam a supraviețuit, acum în Greenfield Village Museum, Michigan.

La 30 septembrie 1882 a început să funcționeze prima centrală hidroelectrică, strada Vulcan, din Wisconsin. Autorul proiectului a fost G.D. Rogers, CEO al Appleton Paper & Pulp.

La stație a fost instalat un generator cu o capacitate de aproximativ 12,5 kW. Era suficientă electricitate pentru casa lui Rogers și două dintre fabricile lui de hârtie.

Centrală electrică din Gloucester Road. Brighton a fost unul dintre primele orașe din Marea Britanie care au avut electricitate continuă.

În 1882, Robert Hammond a fondat Hammond Electric Light Company, iar la 27 februarie 1882, a deschis Centrala Gloucester Road.

Stația a constat dintr-un dinam cu perii care a fost folosit pentru a alimenta șaisprezece lămpi cu arc.

În 1885, Gloucester Power Station a fost achiziționată de Brighton Electric Light Company. Ulterior, în această zonă a fost construită o nouă stație, formată din trei dinamo de perii cu 40 de lămpi.

Centrala electrică a Palatului de Iarnă

În 1886, într-una din curțile Schitului Nou a fost construită o centrală electrică.

Centrala electrică a fost cea mai mare din toată Europa, nu doar la momentul construcției, ci și în următorii 15 ani.


Anterior, lumânările erau folosite pentru a ilumina Palatul de Iarnă, din 1861 au început să folosească lămpi cu gaz. Deoarece lămpile electrice aveau un avantaj mai mare, s-au început dezvoltări cu privire la introducerea iluminatului electric.

Înainte ca clădirea să fie convertită complet la energie electrică, iluminatul cu lămpi a fost folosit pentru a ilumina sălile palatului în timpul Crăciunului și sarbatori de revelion 1885.

La 9 noiembrie 1885, proiectul pentru construirea unei „fabrici de energie electrică” a fost aprobat de împăratul Alexandru al III-lea. Proiectul a inclus electrificarea Palatului de Iarnă, clădirile Schitului, curtea și împrejurimile timp de trei ani până în 1888.

A fost nevoie de excluderea posibilității de vibrație a clădirii de la funcționarea motoarelor cu abur, amplasarea centralei electrice a fost prevăzută într-un pavilion separat din sticlă și metal. A fost amplasată în a doua curte a Schitului, numită de atunci „Electric”.

Cum arăta stația?

Clădirea gării a ocupat o suprafață de 630 m², era formată dintr-o sală de mașini cu 6 cazane, 4 mașini cu abur și 2 locomobile și o încăpere cu 36 dinamo electrice. Puterea totală a ajuns la 445 CP.

Prima parte a camerelor din față a fost iluminată:

  • Anticameră
  • Sala Petrovsky
  • Sala Mareșalului Mareșal
  • Sala de arme
  • Sala Sf. Gheorghe
Au fost propuse trei moduri de iluminare:
  • aprinde complet (de sărbătoare) de cinci ori pe an (4888 de lămpi cu incandescență și 10 lumânări Yablochkov);
  • de lucru - 230 lămpi cu incandescență;
  • taxă (noapte) - 304 lămpi cu incandescență.
    Stația consuma aproximativ 30.000 de puds (520 de tone) de cărbune pe an.

Mari centrale termice, centrale nucleare și hidrocentrale din Rusia

Cele mai mari centrale electrice din Rusia pe districtele federale:

Central:

  • Kostroma GRES, care funcționează cu păcură;
  • Stația Ryazan, principalul combustibil pentru care este cărbunele;
  • Konakovskaya, care poate funcționa cu gaz și păcură;

uralic:

  • Surgutskaya 1 și Surgutskaya 2. Stații care sunt una dintre cele mai mari centrale electrice din Federația Rusă. Ambele funcționează cu gaze naturale;
  • Reftinskaya, care funcționează pe cărbune și este una dintre cele mai mari centrale electrice din Urali;
  • Troitskaya, tot pe cărbune;
  • Iriklinskaya, principala sursă de combustibil pentru care este păcura;

Privolzhsky:

  • Zainskaya GRES, care operează cu păcură;

Districtul Federal Siberian:

  • Nazarovskaya GRES, care consumă păcură drept combustibil;

Sudul:

  • Stavropol, care poate funcționa și cu combustibil combinat sub formă de gaz și păcură;

Nord-Vest:

  • Kirishskaya despre păcură.

Lista centralelor rusești care generează energie folosind apă se află pe teritoriul cascadei Angara-Yenisei:

Yenisei:

  • Sayano-Shushenskaya
  • CHE Krasnoyarsk;

Angara:

  • Irkutsk
  • Fratern
  • Ust-Ilimskaya.

Centrale nucleare din Rusia

CNE Balakovo

Situat lângă orașul Balakovo, regiunea Saratov, pe malul stâng al lacului de acumulare Saratov. Este format din patru unități VVER-1000 puse în funcțiune în 1985, 1987, 1988 și 1993.

CNE Beloyarsk

Situată în orașul Zarechny, în regiunea Sverdlovsk, a doua centrală nucleară industrială din țară (după cea siberiană).

La stație au fost construite patru unități de putere: două cu reactoare cu neutroni termici și două cu un reactor cu neutroni rapidi.

În prezent, unitățile de putere operaționale sunt a 3-a și a 4-a unități de putere cu reactoare BN-600 și BN-800 cu o putere electrică de 600 MW, respectiv 880 MW.

BN-600 a fost pus în funcțiune în aprilie 1980 - prima unitate de putere la scară industrială din lume cu un reactor cu neutroni rapid.

BN-800 a fost pus în funcțiune comercială în noiembrie 2016. Este, de asemenea, cea mai mare unitate de putere din lume cu un reactor cu neutroni rapidi.

CNE Bilibino

Situat lângă orașul Bilibino, regiunea autonomă Chukotka. Este format din patru unități EGP-6 cu o capacitate de 12 MW fiecare, puse în funcțiune în 1974 (două unități), 1975 și 1976.

Produce energie electrică și termică.

CNE Kalinin

Este situat în nordul regiunii Tver, pe malul sudic al lacului Udomlya și în apropierea orașului cu același nume.

Este format din patru unități de putere, cu reactoare de tip VVER-1000, cu o capacitate electrică de 1000 MW, care au fost date în exploatare în 1984, 1986, 2004 și 2011.

La 4 iunie 2006, a fost semnat un acord privind construcția celei de-a patra unități de putere, care a fost pusă în funcțiune în 2011.

CNE Kola

Este situat în apropierea orașului Polyarnye Zori, regiunea Murmansk, pe malul lacului Imandra.

Este format din patru unități VVER-440 puse în funcțiune în 1973, 1974, 1981 și 1984.
Puterea stației este de 1760 MW.

CNE Kursk

Una dintre cele mai mari patru centrale nucleare din Rusia, cu aceeași capacitate de 4000 MW.

Situat lângă orașul Kurchatov, regiunea Kursk, pe malul râului Seim.

Este format din patru unități RBMK-1000 puse în funcțiune în 1976, 1979, 1983 și 1985.

Puterea stației este de 4000 MW.

CNE Leningrad

Una dintre cele mai mari patru centrale nucleare din Rusia, cu aceeași capacitate de 4000 MW.

Este situat lângă orașul Sosnovy Bor din regiunea Leningrad, pe coasta Golfului Finlandei.

Este format din patru unități RBMK-1000 puse în funcțiune în 1973, 1975, 1979 și 1981.

Puterea stației este de 4 GW. În 2007, producția a fost de 24,635 miliarde kWh.

CNE Novovoronezh

Situat în regiunea Voronezh, lângă orașul Voronezh, pe malul stâng al râului Don. Constă din două unități VVER.

85% furnizate de regiunea Voronezh energie electrica, 50% asigură căldură orașului Novovoronezh.

Puterea stației (exclusiv) - 1440 MW.

CNE Rostov

Situat în regiunea Rostov, lângă orașul Volgodonsk. Capacitatea electrică a primei unități este de 1000 MW, în 2010 a fost conectată la rețea a doua unitate de putere a stației.

În 2001-2010, stația a fost numită CNE Volgodonsk, odată cu lansarea celei de-a doua unități de putere a CNE, stația a fost redenumită oficial CNE Rostov.

În 2008, centrala nucleară a produs 8,12 miliarde kWh de energie electrică. Factorul de utilizare a capacității instalate (KIUM) a fost de 92,45%. De la lansare (2001) a generat peste 60 de miliarde de kWh de energie electrică.

CNE Smolensk

Situat în apropierea orașului Desnogorsk, regiunea Smolensk. Stația este formată din trei unități de putere, cu reactoare de tip RBMK-1000, care au fost puse în funcțiune în 1982, 1985 și 1990.

Fiecare unitate de putere include: un reactor cu o putere termică de 3200 MW și două turbogeneratoare cu o putere electrică de 500 MW fiecare.

centrale nucleare din SUA

Centrala nucleară Shippingport cu o capacitate nominală de 60 MW a fost deschisă în 1958 în statul Pennsylvania. După 1965, a avut loc o construcție intensivă de centrale nucleare în toate statele.

Cea mai mare parte a centralelor nucleare din America a fost construită în următorii 15 ani după 1965, înainte de primul accident grav la o centrală nucleară de pe planetă.

Dacă accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl este amintit ca fiind primul accident, atunci nu este așa.

Accidentul a fost cauzat de încălcări ale sistemului de răcire a reactorului și numeroase erori ale personalului de exploatare. Drept urmare, combustibilul nuclear s-a topit. A fost nevoie de aproximativ un miliard de dolari pentru a elimina consecințele accidentului, procesul de lichidare a durat 14 ani.


După accident, guvernul Statelor Unite ale Americii a ajustat condițiile de siguranță pentru funcționarea tuturor centralelor nucleare din stat.

Acest lucru, în consecință, a dus la continuarea perioadei de construcție și la o creștere semnificativă a prețului instalațiilor „atomi pașnici”. Astfel de schimbări au încetinit dezvoltarea industriei generale în Statele Unite.

La sfârșitul secolului al XX-lea, în Statele Unite funcționau 104 reactoare. Astăzi, Statele Unite se află pe primul loc pe pământ în ceea ce privește numărul de reactoare nucleare.

De la începutul secolului al XXI-lea, patru reactoare au fost închise în America în 2013, iar construcția a încă patru a început.

De fapt, în prezent, în Statele Unite funcționează 100 de reactoare la 62 de centrale nucleare, care produc 20% din toată energia din stat.

Ultimul reactor construit în Statele Unite a fost pus în funcțiune în 1996 la Watts Bar.

Autoritățile americane au adoptat în 2001 un nou ghid privind politica energetică. Include un vector de dezvoltare a energiei nucleare, prin dezvoltarea de noi tipuri de reactoare, cu un raport de eficiență mai potrivit, noi opțiuni de procesare a combustibilului nuclear uzat.

Planurile până în 2020 au inclus construcția a câteva zeci de reactoare nucleare noi cu o capacitate totală de 50.000 MW. În plus, să se realizeze o creștere a capacității centralelor nucleare existente cu aproximativ 10.000 MW.

SUA este lider în numărul de centrale nucleare din lume

Datorită implementării acestui program, în America în 2013, a început construcția a patru noi reactoare - dintre care două la centrala nucleară Vogtl, iar celelalte două la VC Summer.

Aceste patru reactoare sunt cel mai recent design - AP-1000, fabricat de Westinghouse.

CNE Obninsk - amplasarea primei centrale nucleare din lume: Rusia, regiunea Kaluga, orașul Obninsk – harta centralei nucleare a lumii ,

Stare: CNE închise , CNE închise în Rusia

CNE Obninsk este prima CNE din lume

Pe 27 iunie 1954 a avut loc cel mai important eveniment din istoria centralelor nucleare - prima centrală nucleară din lume a dat curent și totul s-a întâmplat în orașul URSS - Obninsk.

Să ne amintim istoria modului în care a fost creată CNE Obninsk. În toamna anului 1949, URSS a testat cu succes prima bombă nucleară sovietică. Aproape imediat, oamenii de știință au ajuns la concluzia că o cantitate imensă de energie atomică poate fi direcționată într-o direcție pașnică. La 16 mai 1950, un decret al Consiliului de Miniștri a determinat construirea unui reactor experimental cu o putere infimă de 5 MW în prezent.

Prima centrală nucleară din lume a folosit un reactor cu apă presurizată cu un moderator de beriliu cu răcire cu plumb-bismut, combustibil uraniu-beriliu și un spectru intermediar de neutroni. Toate lucrările au fost efectuate sub îndrumarea lui I.V. Kurchatov, după care a fost numit mai târziu orașul oamenilor de știință nucleari, Kurchatov. Reactorul în sine a fost proiectat de N.A. Dollezhal și grupul său.

27 iunie 1954 prima centrală nucleară din lume cu reactor AM-1(Atomul pașnic) cu o putere de 5 MW a dat primul curent și a făcut atomul cu adevărat pașnic. Prima centrală nucleară de pe planetă a apărut la nouă ani după bombardamentele de la Hiroshima și Nagasaki. Prima centrală nucleară din lume și URSS la Obninsk au funcționat timp de 48 de ani. La 29 aprilie 2002, reactorul primei centrale nucleare din lume a fost închis din motive economice. Pe baza lucrărilor CNE Obninsk, a fost lansată prima centrală nucleară a URSS cu un nivel de putere industrială - Centrala nucleară de la Beloyarsk , cu o capacitate inițială de 300 MW. Pentru cei care doresc să viziteze muzeul CNE Obninsk, un hotel acasă oferă serviciile sale. Astăzi, CNE Obninsk este unul dintre cele mai importante locuri de pelerinaj pentru „turiștii atomici”.

Postari similare