Ce este o centrală nucleară? Combustibil nuclear Combustibil pentru centrale nucleare

Centrale nucleare - centrale nucleare- Acestea sunt centrale termice. Centralele nucleare folosesc ca sursă energia reacțiilor nucleare controlate. Capacitatea unitară a centralelor nucleare ajunge la 1,5 GW.

Centrale nucleare – centrale nucleare – tipuri de combustibil

Este folosit ca combustibil comun pentru centralele nucleare. U– uraniu. Reacția de fisiune are loc în unitatea principală a unei centrale nucleare - un reactor nuclear. În timpul unei reacții în lanț de fisiune nucleară, este eliberată o cantitate semnificativă de energie termică, care este utilizată pentru a genera electricitate.

Centrale nucleare - centrale nucleare - principiu de functionare

La fisiunea nucleelor ​​de uraniu se produc neutroni rapizi. Viteza de fisiune este o reacție în lanț la centralele nucleare este reglată de moderatori: apă grea sau grafit. Neutronii conțin o cantitate mare de energie termică. Energia intră în generatorul de abur prin lichidul de răcire. Aburul de înaltă presiune este trimis la turbogeneratoare. Energia electrică rezultată merge la transformatoare și apoi la dispozitivele de distribuție. O parte din energie electrică este utilizată pentru a satisface nevoile proprii ale centralei nucleare (CNE). Circulatia lichidului de racire in centralele nucleare este asigurata de pompe: principala si condens. Căldura în exces de la centralele nucleare este trimisă către turnurile de răcire.

Centrale nucleare rusești - centrale nucleare - tipuri de reactoare nucleare:

• RBMK - reactor de mare putere, canal,
• VVER – reactor de putere cu apă sub presiune,
• BN – reactor rapid cu neutroni.

Centrale nucleare – centrale nucleare – ecologie

Centrale nucleare - centralele nucleare nu emit gaze de ardere în atmosferă. Nu există deșeuri sub formă de cenușă și zgură la centrala nucleară. Problemele din centralele nucleare includ excesul de căldură și depozitarea deșeurilor radioactive. Pentru a proteja oamenii și atmosfera de emisiile radioactive din centralele nucleare, se iau măsuri speciale:

• îmbunătățirea fiabilității echipamentelor centralelor nucleare,
• duplicarea sistemelor vulnerabile,
• cerințe ridicate pentru calificarea personalului,
• protectie si protectie impotriva influentelor externe.

Centralele nucleare sunt înconjurate de o zonă de protecție sanitară.

Utilizarea combustibilului nuclear în reactoare pentru producerea de energie termică are o serie de caracteristici importante datorită proprietăților fizice și naturii nucleare a proceselor care au loc. Aceste caracteristici determină specificul energiei nucleare, natura tehnologiei acesteia, condițiile speciale de funcționare, indicatorii economici și impactul asupra mediului. Ele determină, de asemenea, principalele probleme științifice, tehnice și de inginerie care trebuie rezolvate odată cu dezvoltarea pe scară largă a tehnologiei nucleare fiabile, economice și sigure.

Cele mai importante caracteristici ale combustibilului nuclear care se manifestă în timpul utilizării energiei:

1. putere calorică mare, adică degajare de căldură per unitate de masă a nuclizilor separați;

2. imposibilitatea „arderii” (fisiunii) complete a tuturor nuclizilor fisionali în timpul unei șederi unice a combustibilului în reactor, deoarece în miezul reactorului este întotdeauna necesar să aveți o masă critică de combustibil și puteți „arde” doar acea parte a acesteia care depășește masa critică;

3. capacitatea de a avea reproducere (conversie) parțială, în anumite condiții completă și chiar extinsă a nuclizilor fisionali, i.e. obţinerea de combustibil nuclear secundar din materiale nucleare reproductibile (238 U şi 232 Th);

4. „arderea” combustibilului nuclear într-un reactor nu necesită un oxidant și nu este însoțită de o eliberare continuă de produse de „combustie” în mediu;

5. Procesul de fisiune este însoțit simultan de acumularea de produse radioactive de fisiune de scurtă și lungă durată, precum și de produse de descompunere care păstrează un nivel ridicat de radioactivitate pentru o perioadă lungă de timp. Astfel, combustibilul iradiat în reactor și cheltuit în acesta are o radioactivitate extrem de mare și, ca urmare, generarea de căldură reziduală, ceea ce creează dificultăți deosebite în manipularea combustibilului nuclear iradiat;

6. Reacția în lanț de fisiune a combustibilului nuclear este însoțită de eliberarea de fluxuri uriașe de neutroni. Sub influența neutronilor de înaltă energie (E>0,1 MeV) în materialele structurale iradiate ale reactorului (placarea combustibilului, părțile ansamblului combustibilului, dispozitivele din reactor, carcasă), precum și în materialele de răcire și de protecție biologică, în atmosfera gazoasă care umple spațiul dintre reactor și protecția sa biologică, multe elemente stabile chimic (neradioactive) sunt transformate în elemente radioactive. Apare așa-numita activitate indusă.

Capacitatea mare de eliberare a căldurii a combustibilului nuclear se datorează energiei intranucleare semnificative eliberate în timpul fiecărui eveniment de fisiune a unui atom greu de uraniu sau plutoniu. În timpul arderii combustibilului organic au loc procese de oxidare chimică, însoțite de o eliberare de energie relativ scăzută.

În timpul arderii (oxidării) unui atom de carbon în conformitate cu reacția C+O 2 →CO 2, se eliberează aproximativ 4 eV de energie pentru fiecare eveniment de interacțiune, în timp ce în timpul fisiunii nucleului unui atom de uraniu 235 U+n →X 1 +X 2 aproximativ 200 eV este eliberat MeV de energie pentru fiecare eveniment de fisiune. O astfel de eliberare foarte concentrată de energie pe unitate de masă duce la un stres termic enorm. Diferența de temperatură de-a lungul razei elementului de combustibil ajunge la câteva sute de grade.

În plus, materialele de bază suferă sarcini dinamice și de radiații enorme cauzate de fluxul de lichid de răcire și de impactul puternic al radiațiilor al fluxurilor de radiații ionizante de înaltă densitate asupra combustibilului și a materialelor structurale. În special, efectul de radiație al neutronilor rapizi provoacă daune semnificative ale radiațiilor (fragilare, umflare, fluaj crescut) în materialele structurale ale reactorului. Prin urmare, se impun cerințe speciale materialelor utilizate în reactoare. Unul dintre ele este cel mai înalt grad de puritate din impurități (așa-numitele materiale de puritate nucleară). Datorită acestui fapt, secțiunea transversală de interacțiune și absorbție (care este importantă pentru menținerea reacției în lanț de fisiune) a neutronilor de către materiale este minimă.

Nivelul cerințelor pentru compoziția și proprietățile materialelor utilizate în construcția reactorului s-a dovedit a fi atât de ridicat încât a inițiat dezvoltarea unui număr de tehnologii noi și avansate pentru producerea de materiale speciale și semifabricate, precum și de produse speciale. metode şi mijloace de control al calităţii acestora. În prezent, tehnologia a fost dezvoltată și stăpânită pentru producția industrială de materiale precum beriliu, grafit de calitate nucleară, apă grea, aliaje de zirconiu și niobiu, calciu metal, bor și oțeluri inoxidabile rezistente la căldură, bor îmbogățit cu izotopul de 10 V, și elemente de pământuri rare.

Conținutul caloric ridicat determină o reducere bruscă atât a masei, cât și a volumelor fizice de combustibil nuclear necesar pentru a produce o anumită cantitate de energie. Astfel, depozitarea și transportul materiei prime (concentrat chimic de uraniu natural) și combustibilului finit necesită costuri relativ scăzute. Consecința acestui fapt este independența locației centralelor nucleare față de zona de extracție și producție de combustibil nuclear, ceea ce influențează semnificativ alegerea locației geografice avantajoase din punct de vedere economic a forțelor productive. În acest sens, putem vorbi despre natura universală a combustibilului nuclear. Proprietățile sale fizice nucleare sunt aceleași peste tot, iar economia de utilizare practic nu depinde de distanța până la consumator. Capacitatea de a nu conecta locația centralelor nucleare cu locul de extracție și producere a combustibilului nuclear permite acestora să fie amplasate optim din punct de vedere economic în toată țara, aducându-le cât mai aproape de consumatorii de energie electrică și termică. În comparație cu centralele pe combustibili fosili, centralele nucleare nu întâmpină dificultăți asociate cu condițiile climatice sezoniere pentru livrarea și furnizarea combustibilului. Materialele nucleare extrase din subsol și prelucrate pot fi depozitate pentru orice număr de ani la costuri foarte mici, fără a necesita instalații mari și costisitoare de depozitare.

Nevoia de circulație repetată a combustibilului nuclear în ciclul combustibilului și imposibilitatea arderii sale complete în timpul unei șederi unice în reactor se datorează necesității de a menține o reacție în lanț de fisiune. O reacție în lanț auto-susținută în miez este posibilă numai dacă există o masă critică de material fisionabil într-o configurație dată și în anumite condiții de moderare și absorbție a neutronilor. Prin urmare, pentru a obține energie termică într-un reactor, atunci când funcționează la puterea de proiectare pentru un timp dat, este necesar să existe un anumit exces de nuclizi fisionali în miez deasupra masei critice. Acest exces creează o rezervă de reactivitate în miezul reactorului, care este necesară pentru a realiza consumul de combustibil specificat sau calculat. Epuizarea combustibilului nuclearîn miezul reactorului este procesul de consum de nuclizi fisionali, primari și secundari, ca urmare a fisiunii în timpul interacțiunii lor cu neutronii. Arderea este de obicei determinată de cantitatea de energie termică eliberată sau de cantitatea (masa) de nuclizi separați pe unitatea de masă de combustibil încărcat în reactor. În consecință, pentru a arde o anumită cantitate de uraniu într-un reactor, este necesară încărcarea acestuia cu combustibil având o masă semnificativ mai mare decât masa critică. În acest caz, după atingerea unei anumite arderi, când rezerva de reactivitate este epuizată, este necesară înlocuirea combustibilului uzat cu combustibil proaspăt pentru a menține reacția în lanț de fisiune. Cerința de a conține în mod constant o masă mare de combustibil nuclear în miezul reactorului, proiectat pentru o perioadă lungă de funcționare pentru a asigura o producție de energie dată, provoacă costuri unice semnificative pentru plata primei încărcături de combustibil și loturile ulterioare pregătite pentru reîncărcare. Aceasta este una dintre diferențele semnificative și fundamentale în condițiile de utilizare a combustibilului nuclear în centralele electrice față de combustibilul organic.

Cu toate acestea, combustibilul uzat îndepărtat din miez va conține o cantitate semnificativă de materiale fisile și nuclizi fertili care au o valoare semnificativă. Acest combustibil, după purificarea chimică a produselor de fisiune, poate fi returnat în ciclul combustibilului pentru reutilizare. Cantitatea de nuclizi fisionali din combustibilul uzat care rămâne neutilizată în timpul șederii sale unice în reactor depinde de tipul de reactor și de tipul de combustibil și poate fi de până la 50% din cei încărcați inițial. Desigur, trebuie folosite astfel de „deșeuri” valoroase. În acest scop, sunt create mijloace și structuri tehnice speciale pentru depozitarea, transportul și regenerarea chimică a combustibilului uzat (SFA). Materialele fisionabile extrase din ansamblurile de combustibil uzat pot fi returnate și circulate în mod repetat prin reactoare și întreprinderi de combustibili din industria nucleară: instalații radiochimice care asigură regenerarea (purificarea produselor de fisiune și a impurităților) a combustibilului descărcat din reactor și revenirea acestuia în ciclul combustibilului după îmbogățirea suplimentară necesară cu nuclizi fisionali; instalații metalurgice pentru producerea de noi elemente de combustibil, în care combustibilul regenerat este adăugat combustibilului proaspăt care nu a fost iradiat în reactoare. Astfel, o trăsătură caracteristică a aprovizionării cu combustibil în energia nucleară este posibilitatea tehnică și necesitatea reîntoarcerii în ciclu (reciclare) izotopilor fisionali și fertili ai uraniului și plutoniului care nu au fost utilizați în timpul unei singure șederi în reactor. Pentru a asigura alimentarea neîntreruptă cu combustibil, sunt create capacitățile necesare ale întreprinderilor din ciclul combustibilului. Ele pot fi considerate întreprinderi care satisfac „nevoile proprii” ale energiei nucleare ca industrie. Conceptul de dezvoltare a energiei nucleare folosind reactoare generatoare de combustibil nuclear se bazează pe posibilitatea reciclării uraniului și plutoniului. În plus, prin reciclarea uraniului și plutoniului, cerințele pentru uraniu natural și capacitatea de îmbogățire a uraniului pentru reactoarele cu neutroni termici, care domină în prezent industria energetică nucleară în curs de dezvoltare, sunt reduse semnificativ. Deși nu există nicio reprocesare a combustibilului uzat, nu există nicio reciclare a uraniului și plutoniului. Acest lucru înseamnă că reactoarele cu neutroni termici pot fi alimentate numai cu combustibil proaspăt fabricat din uraniu extras și prelucrat, în timp ce combustibilul uzat va fi stocat.

Reproducerea combustibilului nuclear are loc în aproape orice reactor proiectat pentru producerea de energie, care, alături de materialele fisionabile, conține materii prime fertile (238 U și 232 Th). Dacă nu luăm în considerare cazul ipotetic al utilizării combustibilului cu uraniu super-îmbogățit (~ 90%) pentru unele reactoare speciale, atunci în toate reactoarele nucleare utilizate în sectorul energetic va exista o reproducere parțială și, în anumite condiții, completă și chiar extinsă. de combustibil nuclear - izotopi de plutoniu, având aceeași putere calorică mare ca 235 U. Plutoniul poate fi izolat din combustibilul uzat la uzinele de reprocesare chimică în formă pură și utilizat pentru producerea combustibilului mixt uraniu-plutoniu. Posibilitatea de a produce plutoniu în orice reactor cu neutroni termici ne permite să calificăm orice centrală nucleară drept o întreprindere cu dublu scop: generarea nu numai de energie termică și electrică, dar și producerea de combustibil nuclear nou - plutoniu. Cu toate acestea, rolul plutoniului se manifestă nu numai prin acumularea lui în combustibilul uzat. O parte semnificativă a izotopilor fisionali de plutoniu rezultați suferă fisiune în reactor, îmbunătățind echilibrul combustibilului și contribuind la o creștere a arderii combustibilului încărcat în miez. Cea mai potrivită, conform ideilor de astăzi, este utilizarea plutoniului în reactoare cu neutroni rapizi, unde face posibilă asigurarea unui câștig în masă critică și, în consecință, în încărcare față de 235 U cu 20-30% și obținerea foarte coeficienți înalți depășind reproducerea unitară. Folosirea plutoniului în încărcătura de combustibil a reactoarelor cu neutroni termici, deși nu oferă un câștig semnificativ în masă critică și rate de reproducere atât de mari ca în reactoarele cu neutroni rapidi, creează totuși un efect mare, crescând resursele de combustibil nuclear.

În energia nucleară, pe lângă uraniu, există oportunități de dezvoltare a ciclurilor combustibilului cu toriu. În acest caz, izotopul natural 232 Th este folosit pentru a produce 233 U, care este similar în proprietățile sale nucleare cu 235 U. Cu toate acestea, în prezent este greu de așteptat la o utilizare semnificativă a ciclului uraniu-toriu în energia nucleară. Acest lucru se explică prin faptul că 232 Th, ca și 238 U, este doar un material fertil, dar nu fisionabil, iar tehnologia de prelucrare a toriului are o serie de caracteristici specifice și nu a fost încă stăpânită la scară industrială. În același timp, încă nu lipsește uraniul natural. Mai mult, există o acumulare continuă de deșeuri de uraniu în depozite, gata de utilizare ca material de reproducere în reactoarele de reproducere.

Absența necesității unui oxidant pentru a produce energie este unul dintre avantajele cheie de mediu ale utilizării energiei nucleare în comparație cu energia hidrocarburilor. Emisiile de gaze de la centralele nucleare se datorează în principal nevoilor sistemelor de ventilație ale centralei. Spre deosebire de centralele nucleare, în fiecare an sunt eliberate în aer milioane de metri cubi de gaze de ardere. Acestea includ, în primul rând, oxizii de carbon, azot și sulf, care distrug stratul de ozon al planetei și creează o sarcină mare asupra biosferei teritoriilor adiacente.

Din păcate, pe lângă avantajele sale, energia nucleară are și dezavantajele ei. Acestea includ, în special, formarea de produse de fisiune și activare în timpul funcționării unui reactor nuclear. Astfel de substanțe interferează cu funcționarea reactorului în sine și sunt radioactive. Cu toate acestea, volumul deșeurilor radioactive generate este limitat (cu multe ordine de mărime mai puțin decât deșeurile de la centralele termice). În plus, există tehnologii dovedite pentru purificarea, extracția, condiționarea, depozitarea și eliminarea în siguranță a acestora. O serie de izotopi radioactivi extrași din combustibilul uzat sunt utilizați activ în tehnologiile industriale și de altă natură. Odată cu dezvoltarea în continuare a tehnologiilor de procesare a ansamblurilor de combustibil uzat, există și perspective pentru extragerea produselor de fisiune din acesta - elemente de pământuri rare, care sunt de mare valoare.

O centrală nucleară, sau pe scurt NPP, 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 la crearea primei bombe atomice, care a fost testată pe 29 august 1949, oamenii de știință sovietici au început să dezvolte primele proiecte pentru utilizarea pașnică a energiei atomice. Obiectivul principal al proiectelor a fost energia electrică.

În mai 1950, lângă satul Obninskoye, regiunea Kaluga, a început construcția primei centrale nucleare din lume.

Electricitatea a fost produsă pentru prima dată folosind un reactor nuclear pe 20 decembrie 1951 în statul Idaho din SUA.

Pentru a-i 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 produce electricitate.

Primele centrale nucleare

Construcția primei centrale nucleare din lume cu o capacitate de 5 MW a fost finalizată în 1954, iar la 27 iunie 1954 a fost lansată și 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 Beloyarsk a început și în 1958. La 26 aprilie 1964, generatorul de treapta 1 a furnizat curent consumatorilor.

În septembrie 1964, a fost lansată prima unitate a CNE Novovoronezh 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 Centrala Nucleară 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 intrat 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
• Reactoare subcritice care utilizează surse externe de neutroni
• Reactoare de fuziune

După tipul de energie eliberată

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

La centralele nucleare situate în Rusia există instalații de încălzire, acestea sunt necesare pentru încălzirea apei din rețea.

Tipuri de combustibil folosit la centralele nucleare

La centralele nucleare, este posibil să se utilizeze mai multe substanțe, datorită cărora este posibilă generarea de energie electrică nucleară, combustibilii pentru centralele nucleare moderne sunt uraniu, toriu și plutoniu.

Combustibilul cu toriu nu este folosit în centralele nucleare astăzi, din mai multe motive.

in primul rand, este mai dificil să se transforme în elemente de combustibil, elemente de combustibil prescurtate.

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

Elementele de combustibil conțin substanțe radioactive. Aceste tuburi sunt instalații de stocare a combustibilului nuclear.

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

Combustibilul cu plutoniu nu este, de asemenea, utilizat în inginerie nucleară, din cauza faptului că această substanță are o compoziție chimică foarte complexă, un sistem de utilizare completă și sigură nu a fost încă dezvoltat.

Combustibil cu uraniu

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

• minerit în cariera deschisă
• închis în mine
• leşierea subterană, folosind forajul minier.

Leșierea subterană, folosind forajul minier, are loc prin plasarea unei soluții de acid sulfuric în puțurile 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 materie primă 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 prezintă un pericol mic pentru oameni, un pericol mult mai mare este radonul, gazul radioactiv, care se formează în timpul descompunerii naturale a uraniului.

Prepararea uraniului

Uraniul nu este folosit sub formă de minereu în centralele nucleare; minereul nu reacționează. Pentru a utiliza uraniul la centralele nucleare, materia primă este procesată în pulbere - oxid de uraniu, iar după aceea devine combustibil de uraniu.

Pulberea de uraniu este transformată în „tablete” metalice - este presată în baloane mici, îngrijite, care sunt arse în timpul zilei la temperaturi de peste 1500 de grade Celsius.

Aceste pelete de uraniu sunt cele care intră în reactoarele nucleare, unde încep să interacționeze între ele și, în cele din urmă, oferă oamenilor energie electrică.

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

Înainte de a introduce peletele de uraniu în reactor, acestea sunt plasate în tuburi metalice din aliaje de zirconiu - elemente de combustibil, tuburile sunt conectate între ele în mănunchiuri și formează ansambluri de combustibil - ansambluri de combustibil.

Ansamblurile de combustibil sunt numite combustibil pentru centrale nucleare.

Cum reprocesează combustibilul din centralele nucleare?

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

Elementele de combustibil sunt răcite timp de câțiva ani și trimise spre tocare și dizolvare.

Ca rezultat al extracției chimice, se eliberează uraniu și plutoniu, care sunt reutilizate și utilizate pentru a produce combustibil nuclear proaspăt.

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

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

Sticla nu este fabricată din reziduuri pentru utilizare în masă; sticla este folosită pentru depozitarea substanțelor radioactive.

Este dificil să extragi din sticlă resturile de elemente radioactive 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 în prezent 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; Este mai ușor pentru centralele nucleare de astăzi să proceseze 235 și 233 de uraniu, din care a mai rămas puțin în natură.

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

Principiul de funcționare al centralelor nucleare

Principiul de funcționare al unei centrale nucleare bazată pe un reactor 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 greoaie 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) și de a scăpa de compensatorul de presiune, dar își creează propriile dificultăți asociată cu activitatea chimică crescută a acestui metal.

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

Reactoarele de tip RBMK (High Power Channel Type Reactor) folosesc un circuit de apă, iar reactoarele BN (Fast Neutron Reactor) utilizează două circuite de sodiu și unul de apă.

Dacă nu este posibilă utilizarea unei cantități mari de apă pentru condensarea aburului, în loc să folosiți un rezervor, apa poate fi răcită în turnuri speciale de răcire, care, datorită dimensiunilor lor, sunt de obicei partea cea mai vizibilă a unei centrale nucleare.

Structura reactorului nuclear

Un reactor nuclear folosește un proces 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, ducând la emiterea mai multor dintre ele și așa mai departe.

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

Aceasta eliberează o cantitate mare de energie, a cărei producere 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 un proces în care un atom ajunge într-o stare mai stabilă. Continuă după ce diviziunea este finalizată.

Elementele de bază ale unui reactor nuclear

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

Principiul de funcționare al unui reactor nuclear

În miezul reactorului există elemente de combustibil (elemente de combustibil) - combustibil nuclear.

Acestea sunt asamblate în casete care conțin 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 individual este sub cea critică. Reacția începe când toate tijele sunt în zona activă. Prin introducerea 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 radiații gamma și căldură.

Particulele care se ciocnesc împart energie cinetică între ele, iar numărul dezintegrarilor crește exponențial.

Aceasta este o reacție 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 miez este eliberată energie termică, care este transferată în apa care spală această zonă (circuit primar).

Aici temperatura apei este de 250-300 de grade. În continuare, apa transferă căldură către al doilea circuit și apoi către paletele turbinei care generează energie.

Conversia energiei nucleare în energie electrică poate fi reprezentată schematic:

• Energia internă a unui nucleu 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 de protecție în caz de urgență a reactorului.

Stație de alimentare cu căldură 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 centrala nucleară Bilibino de mică capacitate, care furnizează căldură și electricitate satului Bilibino din Arctica (10 mii de locuitori) și întreprinderilor miniere locale, precum și reactoare de apărare (produc plutoniu):

• Centrală nucleară siberiană, care furnizează căldură la Seversk și Tomsk.
• Reactorul ADE-2 de la combinatul minier și chimic Krasnoyarsk, care furnizează energie termică și electrică orașului Zheleznogorsk din 1964.

La momentul crizei, începuse construcția mai multor AST-uri bazate pe reactoare similare cu VVER-1000:

• Voronezh AST
• Gorki AST
• Ivanovo 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 plănuia să construiască o centrală nucleară plutitoare pentru Arkhangelsk, Pevek și alte orașe polare, pe baza reactorului KLT-40, folosit la spărgătoarele de gheață nucleare.

Există un proiect de construcție a unei centrale nucleare nesupravegheate bazată pe reactorul Elena și a unei centrale mobile (pe cale ferată) cu reactor Angstrem.

Dezavantajele și avantajele centralelor nucleare

Orice proiect de inginerie are părțile sale pozitive și negative.

Aspecte pozitive ale centralelor nucleare:

• Fără emisii nocive;
• Emisiile de substanțe radioactive sunt de câteva ori mai mici decât energia electrică de cărbune. stații de putere similară (centralele termice cu cenușă de cărbune conțin un procent de uraniu și toriu suficient pentru extracția lor rentabilă);
• Volumul mic de combustibil folosit și posibilitatea reutilizarii acestuia după procesare;
• Putere mare: 1000-1600 MW per unitate de putere;
• Cost redus al energiei, în special al energiei termice.

Aspecte negative ale centralelor nucleare:

• Combustibilul iradiat este periculos și necesită măsuri complexe și costisitoare de reprocesare și depozitare;
• Funcționarea cu putere variabilă nu este de dorit 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 energia nucleară pare să fie cea mai promițătoare.

Metodele alternative de obținere a energiei, datorită energiei mareelor, vântului, soarelui, surselor geotermale etc., nu au în prezent un nivel ridicat de energie primită, iar concentrația sa scăzută.

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

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

Rusia a început construcția primei centrale nucleare plutitoare din lume, care ajută la rezolvarea problemei deficitului 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.

O scădere a capacității fabricii implică o creștere a nivelului de producție. Reactoarele de dimensiuni mici sunt create folosind tehnologii sigure care reduc foarte mult posibilitatea de scurgere nucleară.

Producția de hidrogen

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

INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) prezice că o unitate a centralei nucleare de următoarea generație va produce hidrogen echivalent cu 750.000 de litri de benzină zilnic.

Sunt finanțate cercetări privind fezabilitatea producerii hidrogenului la centralele nucleare existente.

Energia de fuziune

O perspectivă și mai interesantă, deși 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 sintezei lor sunt neradioactive și, prin urmare, sigure pentru mediu.

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

Ce este eficienta

Factorul de eficiență (COP) este o caracteristică a eficienței unui sistem sau dispozitiv în raport cu conversia sau transmiterea energiei.

Este determinată de raportul dintre energia utilizată util 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 energia electrică a lumii.

Cu toate acestea, acest tip de stație este cel mai solicitant în ceea ce privește șantierul și, după cum a demonstrat practica, este foarte sensibil la respectarea regulilor de funcționare.

Exemplul evenimentelor de la CHE Sayano-Shushenskaya a arătat ce consecințe tragice pot rezulta din neglijarea regulilor de funcționare într-un efort de a reduce costurile de exploatare.

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

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

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

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% ele generează până la șaizeci la sută din energia electrică mondială.

Pe lângă electricitate, 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 Electric Central).

TPP-urile și centralele combinate de căldură și energie nu sunt costisitoare de construit, dar dacă nu se iau măsuri speciale, acestea au un impact negativ asupra mediului.

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

Cele mai dăunătoare produse sunt arderea cărbunelui și a produselor petroliere grele; gazele naturale sunt mai puțin agresive.

Centralele termice sunt principalele surse de energie electrică în Rusia, SUA 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 capacitate totală de peste 500 kW.

Stația a furnizat energie electrică unei întregi zone din New York cu o suprafață de aproximativ 2,5 kilometri pătrați.

Stația a ars din temelii în 1890, doar o dinam a supraviețuit, care se află acum în Greenfield Village Museum, Michigan.

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

La stație a fost instalat un generator cu o putere de aproximativ 12,5 kW. Era suficientă electricitate pentru a alimenta casa lui Rogers și cele două fabrici de hârtie ale lui.

Centrala electrică din Gloucester Road. Brighton a fost unul dintre primele orașe din Marea Britanie care a avut o sursă de energie neîntreruptă.

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

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

În 1885, Gloucester Power Station a fost achiziționată de Brighton Electric Light Company. Ulterior, pe acest teritoriu 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, în 1861, au început să fie folosite lămpi cu gaz. Deoarece lămpile electrice aveau un avantaj mai mare, au început dezvoltările pentru introducerea iluminatului electric.

Înainte ca clădirea să fie transformată complet la energie electrică, lămpile au fost folosite pentru a ilumina sălile palatului în timpul sărbătorilor de Crăciun și Anul Nou din 1885.

La 9 noiembrie 1885, proiectul de construire a unei „fabrici de energie electrică” a fost aprobat de împăratul Alexandru al III-lea. Proiectul a inclus electrificarea Palatului de Iarnă, a clădirilor Schitului, a curții și a împrejurimilor pe parcursul a trei ani până în 1888.

Era nevoie de eliminarea posibilității de vibrație a clădirii din funcționarea motoarelor cu abur, centrala electrică a fost amplasată 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 și a fost compusă dintr-o sală de mașini cu 6 cazane, 4 mașini cu abur și 2 locomotive și o cameră cu 36 dinamo electrice. Puterea totală a ajuns la 445 CP.

O parte din încăperile din față au fost primele iluminate:

• Anticameră
• Sala Petrovsky
• Sala Mareșalului Mareșal
• Sala Armorialului
• Sala Sf. Gheorghe

Au fost oferite trei moduri de iluminare:

• aprinde complet (de vacanță) 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 de mii 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 după districtul federal:

Central:

• Centrala electrică a districtului de stat Kostroma, care funcționează cu păcură;
• Stația Ryazan, principalul combustibil pentru care este cărbunele;
• Konakovskaya, care poate funcționa cu gaz și păcură;

Ural:

• 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:

• Centrala electrică din districtul de stat Zainskaya, care funcționează cu păcură;

Districtul Federal Siberian:

• Centrala electrică a districtului de stat Nazarovo, care consumă păcură;

Sudul:

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

Nord-Vest:

• Kirishskaya cu păcură.

Lista centralelor rusești care generează energie folosind apă, situate pe teritoriul cascadei Angara-Yenisei:

Yenisei:

• Sayano-Shushenskaya
• Centrala hidroelectrică Krasnoyarsk;

Angara:

• Irkutsk
• Bratskaya
• 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, este 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 reactoare cu neutroni rapizi.

În prezent, unitățile de putere în exploatare 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 puse în funcțiune 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

Situat lângă orașul 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.

Situat lângă orașul Sosnovy Bor, 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.

Aprovizionează regiunea Voronezh cu 85% din energie electrică și 50% cu căldură pentru orașul Novovoronezh.

Puterea stației (excluzând ) este de 1440 MW.

CNE Rostov

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

În 2001-2010, stația a fost numită CNE Volgodonsk odată cu lansarea celei de-a doua unități de energie 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 (IUR) 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 Pennsylvania. După 1965, a avut loc o construcție intensivă de centrale nucleare în toată Statele Unite.

Cea mai mare parte a centralelor nucleare din America au fost construite în cei 15 ani de 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.

Cauza accidentului a fost nereguli în sistemul de răcire a reactorului și numeroase erori ale personalului de exploatare. Ca 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 a dus, în consecință, 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, Statele Unite aveau 104 reactoare în funcțiune. 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 din 2013, iar construcția altor patru a început.

De fapt, astăzi 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 intrat în funcțiune în 1996 la centrala electrică Watts Bar.

Autoritățile americane au adoptat noi linii directoare de politică energetică în 2001. Include vectorul dezvoltării energiei nucleare, prin dezvoltarea de noi tipuri de reactoare, cu un factor de eficiență mai potrivit, și noi opțiuni de reprocesare 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 număr de centrale nucleare din lume

Datorită implementării acestui program, în America a început în 2013 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 tip - AP-1000, fabricate de Westinghouse.

Uzina de concentrate chimice din Novosibirsk este unul dintre cei mai importanți producători mondiali de combustibil nuclear pentru centrale nucleare și reactoare de cercetare din Rusia și din străinătate. Singurul producător rus de litiu metalic și sărurile sale. Face parte din TVEL Fuel Company a Rosatom State Corporation.

Atentie, comentarii sub poza!

În ciuda faptului că în 2011 NCCP a produs și vândut 70% din consumul mondial de izotop litiu-7, principala activitate a centralei este producția de combustibil nuclear pentru reactoare de putere și de cercetare.
Actualul reportaj foto este dedicat acestei specii.

Acoperișul clădirii complexului principal de producție

Atelier pentru producerea barelor de combustibil și a ansamblurilor combustibile pentru reactoare de cercetare

Zona de producere a pulberii de dioxid de uraniu prin pirohidroliză la temperatură înaltă

Încărcarea containerelor cu hexafluorură de uraniu

Sala operatorilor
De aici vine controlul procesului de producere a pulberii de dioxid de uraniu, din care se fac apoi pelete de combustibil.

Zona de producere a peletelor de uraniu
În prim plan, biconurile sunt vizibile acolo unde este depozitată pulberea de dioxid de uraniu.
Acestea amestecă pulberea și plastifiantul, ceea ce permite comprimarea mai bună a tabletei.

Pelete de combustibil nuclear ceramic
Apoi sunt trimise la cuptor pentru recoacere.

Torță (post-ardere cu hidrogen) pe un cuptor de sinterizare cu tablete
Tabletele sunt recoapte în cuptoare la o temperatură de cel puțin 1750 de grade într-un mediu reducător de hidrogen pentru mai mult de 20 de ore.

Producția și controlul tehnic de pelete de combustibil nuclear ceramic
O tabletă care cântărește 4,5 g este echivalentă ca eliberare de energie cu 400 kg de cărbune, 360 de metri cubi. m de gaz sau 350 kg de ulei.

Toate lucrările se desfășoară în cutii folosind mănuși speciale.

Descărcarea containerelor cu tablete

Atelier de producție de bare de combustibil și ansambluri combustibile pentru centrale nucleare

Linie automată de fabricare a tijei de combustibil

Aici tuburile de zirconiu sunt umplute cu tablete de dioxid de uraniu.
Rezultatul este tije de combustibil finisate de aproximativ 4 m lungime - elemente de combustibil.
Tijele de combustibil sunt deja folosite pentru asamblarea ansamblurilor de combustibil, cu alte cuvinte, combustibil nuclear.

Mutarea barelor de combustibil finite în containere de transport
Husele pentru încălțăminte au chiar și roți.

Zona de asamblare FA
Instalație pentru aplicarea stratului de lac pe barele de combustibil

Fixarea barelor de combustibil în mecanismul de încărcare

Fabricarea ramelor - sudarea canalelor și grilelor distanțiere
În acest cadru vor fi apoi instalate 312 tije de combustibil.

Controlul tehnic al cadrului

Canale și grile distanțiere

Standuri automate pentru echipamente pentru bare de combustibil

Ansamblu grinzi

Controlul tehnic al ansamblurilor combustibile

Tije de combustibil cu marcaje cu coduri de bare, care pot fi folosite literalmente pentru a urmări întreaga cale de producție a produsului.

Standuri pentru inspecția și ambalarea ansamblurilor de combustibil finite

Verificarea ansamblurilor combustibile finite
Verificați dacă distanța dintre barele de combustibil este aceeași.

Ansamblu de combustibil finit

Containere cu două conducte pentru transportul ansamblurilor de combustibil
Combustibilul pentru centralele nucleare produs la NCCP este utilizat la centralele nucleare rusești și este, de asemenea, furnizat în Ucraina, Bulgaria, China, India și Iran.