Çfarë është një termocentral bërthamor? Karburanti bërthamor Karburanti për termocentralet bërthamore

Centralet bërthamore - centralet bërthamore- Këto janë termocentrale. Termocentralet bërthamore përdorin energjinë e reaksioneve bërthamore të kontrolluara si burim. Kapaciteti i njësisë së centraleve bërthamore arrin 1.5 GW.

Termocentralet bërthamore - centralet bërthamore - llojet e karburantit

Përdoret si lëndë djegëse e zakonshme për termocentralet bërthamore. U- uranium. Reagimi i ndarjes zhvillohet në njësinë kryesore të një termocentrali bërthamor - një reaktor bërthamor. Gjatë një reaksioni zinxhir të ndarjes bërthamore, lëshohet një sasi e konsiderueshme e energjisë termike, e cila përdoret për të prodhuar energji elektrike.

Centralet bërthamore - centralet bërthamore - parimi i funksionimit

Kur bërthamat e uraniumit shpërthen, prodhohen neutrone të shpejta. Shpejtësia e ndarjes është një reaksion zinxhir në termocentralet bërthamore që rregullohet nga moderatorët: uji i rëndë ose grafiti. Neutronet përmbajnë një sasi të madhe të energjisë termike. Energjia hyn në gjeneratorin e avullit përmes ftohësit. Avulli me presion të lartë dërgohet në turbogjeneratorët. Energjia elektrike që rezulton shkon në transformatorë dhe më pas në pajisjet e shpërndarjes. Një pjesë e energjisë elektrike përdoret për të plotësuar nevojat e veta të centralit bërthamor (NPP). Qarkullimi i ftohësit në termocentralet bërthamore sigurohet nga pompat: kryesore dhe kondensata. Nxehtësia e tepërt nga termocentralet bërthamore dërgohet në kullat ftohëse.

Termocentralet bërthamore ruse - termocentralet bërthamore - llojet e reaktorëve bërthamorë:

• RBMK - reaktor me fuqi të lartë, kanal,
• VVER - reaktor i energjisë me ujë nën presion,
• BN – reaktor i shpejtë neutron.

Centralet bërthamore – centralet bërthamore – ekologjia

Termocentralet bërthamore - termocentralet bërthamore nuk lëshojnë gazra të gripit në atmosferë. Nuk ka mbeturina në formën e hirit dhe skorjes në termocentralin bërthamor. Problemet në termocentralet bërthamore përfshijnë nxehtësinë e tepërt dhe ruajtjen e mbetjeve radioaktive. Për të mbrojtur njerëzit dhe atmosferën nga emetimet radioaktive në termocentralet bërthamore, merren masa të veçanta:

• përmirësimi i besueshmërisë së pajisjeve të centraleve bërthamore,
• dyfishimi i sistemeve të cenueshme,
• kërkesa të larta për kualifikime të personelit,
• mbrojtje dhe mbrojtje nga ndikimet e jashtme.

Termocentralet bërthamore janë të rrethuara nga një zonë mbrojtëse sanitare.

Përdorimi i karburantit bërthamor në reaktorë për prodhimin e energjisë termike ka një sërë veçorish të rëndësishme për shkak të vetive fizike dhe natyrës bërthamore të proceseve që ndodhin. Këto karakteristika përcaktojnë specifikat e energjisë bërthamore, natyrën e teknologjisë së saj, kushtet e veçanta të funksionimit, treguesit ekonomikë dhe ndikimin në mjedis. Ato gjithashtu përcaktojnë problemet kryesore shkencore, teknike dhe inxhinierike që duhet të zgjidhen me zhvillimin e gjerë të teknologjisë bërthamore të besueshme, ekonomike dhe të sigurt.

Karakteristikat më të rëndësishme të karburantit bërthamor që manifestohen gjatë përdorimit të tij të energjisë:

1. vlera e lartë kalorifike, d.m.th. çlirimi i nxehtësisë për njësi masë të nuklideve të ndara;

2. pamundësia e “djegjes” (ndarjes) të plotë të të gjitha nukleideve të zbërthyeshme gjatë qëndrimit një herë të karburantit në reaktor, sepse në bërthamën e reaktorit është gjithmonë e nevojshme të keni një masë kritike të karburantit dhe ju mund të "digjni" vetëm atë pjesë të saj që tejkalon masën kritike;

3. aftësia për të pasur riprodhim (konvertim) të pjesshëm, në kushte të caktuara, të plotë dhe madje të zgjeruar të nuklideve të zbërthyer, d.m.th. marrja e karburantit bërthamor dytësor nga materialet bërthamore të riprodhueshme (238 U dhe 232 Th);

4. “Djegia” e karburantit bërthamor në një reaktor nuk kërkon oksidues dhe nuk shoqërohet me lëshim të vazhdueshëm të produkteve të “djegisë” ​​në mjedis;

5. Procesi i zbërthimit shoqërohet njëkohësisht me grumbullimin e produkteve radioaktive jetëshkurtër dhe jetëgjatë të zbërthimit, si dhe produkte të kalbjes që ruajnë një nivel të lartë radioaktiviteti për një kohë të gjatë. Kështu, karburanti i rrezatuar në reaktor dhe i shpenzuar në të ka radioaktivitet jashtëzakonisht të lartë dhe, si rrjedhojë, gjenerimin e nxehtësisë së mbetur, gjë që krijon vështirësi të veçanta në trajtimin e karburantit bërthamor të rrezatuar;

6. Reaksioni zinxhir i ndarjes së karburantit bërthamor shoqërohet me lëshimin e flukseve të mëdha të neutroneve. Nën ndikimin e neutroneve me energji të lartë (E>0,1 MeV) në materialet strukturore të rrezatuara të reaktorit (veshja e karburantit, pjesët e montimit të karburantit, pajisjet brenda reaktorit, strehimi), si dhe në ftohësin dhe materialet e mbrojtjes biologjike, në atmosfera e gazit që mbush hapësirën midis reaktorit dhe mbrojtjes së tij biologjike, shumë elementë kimikisht të qëndrueshëm (jo radioaktivë) shndërrohen në radioaktivë. Ndodh i ashtuquajturi aktivitet i induktuar.

Kapaciteti i lartë çlirues i nxehtësisë i karburantit bërthamor është për shkak të energjisë së konsiderueshme intranukleare të çliruar gjatë çdo ngjarjeje të ndarjes së një atomi të rëndë të uraniumit ose plutoniumit. Gjatë djegies së lëndës djegëse organike, ndodhin procese oksidimi kimik, të shoqëruara nga një çlirim relativisht i ulët i energjisë.

Gjatë djegies (oksidimit) të një atomi karboni në përputhje me reaksionin C+O 2 →CO 2, për çdo ngjarje ndërveprimi lirohet rreth 4 eV energji, ndërsa gjatë ndarjes së bërthamës së një atomi të uraniumit 235 U+n. →X 1 +X 2 rreth 200 eV lirohet MeV energji për çdo ngjarje të ndarjes. Një çlirim i tillë shumë i përqendruar i energjisë për njësi masë çon në stres të madh termik. Diferenca e temperaturës përgjatë rrezes së shufrës së karburantit arrin disa qindra gradë.

Përveç kësaj, materialet bazë përjetojnë ngarkesa të mëdha dinamike dhe rrezatimi të shkaktuara nga rrjedha e ftohësit dhe ndikimi i fuqishëm i rrezatimit të rrjedhave të rrezatimit jonizues me densitet të lartë në lëndë djegëse dhe materialet strukturore. Në veçanti, ndikimi i rrezatimit i neutroneve të shpejta shkakton dëme të konsiderueshme të rrezatimit (brrishtësi, ënjtje, zvarritje të shtuar) në materialet strukturore të reaktorit. Prandaj, kërkesa të veçanta vendosen për materialet e përdorura në reaktorë. Një prej tyre është shkalla më e lartë e pastërtisë nga papastërtitë (të ashtuquajturat materiale me pastërti bërthamore). Për shkak të kësaj, seksioni kryq i ndërveprimit dhe përthithjes (i cili është i rëndësishëm për ruajtjen e reaksionit zinxhir të ndarjes) të neutroneve nga materialet është minimal.

Niveli i kërkesave për përbërjen dhe vetitë e materialeve të përdorura në ndërtimin e reaktorit rezultoi të ishte aq i lartë sa që filloi zhvillimin e një numri teknologjish të reja dhe të avancuara për prodhimin e materialeve speciale dhe produkteve gjysëm të gatshme, si dhe të veçanta. metodat dhe mjetet për kontrollin e cilësisë së tyre. Aktualisht, teknologjia është zhvilluar dhe zotëruar për prodhimin industrial të materialeve si beriliumi, grafiti i shkallës bërthamore, uji i rëndë, zirkonium dhe lidhjet e niobiumit, metali i kalciumit, bor dhe çeliqet inox rezistente ndaj nxehtësisë, bor i pasuruar me izotopin 10 B, dhe elemente të rralla të tokës.

Përmbajtja e lartë kalorike shkakton një reduktim të mprehtë si në masën ashtu edhe në vëllimin fizik të karburantit bërthamor që kërkohet për të prodhuar një sasi të caktuar energjie. Kështu, magazinimi dhe transportimi i lëndës së parë (koncentrati kimik i uraniumit natyror) dhe karburanti i përfunduar kërkon kosto relativisht të ulëta. Pasoja e kësaj është pavarësia e vendndodhjes së termocentraleve bërthamore nga zona e nxjerrjes dhe prodhimit të karburantit bërthamor, gjë që ndikon ndjeshëm në zgjedhjen e vendndodhjes gjeografike ekonomikisht të favorshme të forcave prodhuese. Në këtë kuptim, mund të flasim për natyrën universale të karburantit bërthamor. Karakteristikat e tij fizike bërthamore janë të njëjta kudo, dhe ekonomia e përdorimit praktikisht nuk varet nga distanca e konsumatorit. Aftësia për të mos lidhur vendndodhjen e termocentraleve bërthamore me vendin e nxjerrjes dhe prodhimit të karburantit bërthamor i lejon ato të vendosen ekonomikisht në mënyrë optimale në të gjithë vendin, duke i afruar sa më pranë konsumatorëve të energjisë elektrike dhe termike. Krahasuar me termocentralet me lëndë djegëse fosile, termocentralet bërthamore nuk kanë vështirësi të lidhura me kushtet klimatike sezonale për shpërndarjen dhe furnizimin me karburant. Materialet bërthamore të nxjerra nga nëntoka dhe të përpunuara mund të ruhen për çdo numër vitesh me kosto shumë të ulëta, pa kërkuar objekte magazinimi të mëdha dhe të shtrenjta.

Nevoja për qarkullim të përsëritur të karburantit bërthamor në ciklin e karburantit dhe pamundësia e djegies së plotë të tij gjatë një qëndrimi një herë në reaktor është për shkak të nevojës për të mbajtur një reaksion zinxhir të ndarjes. Një reaksion zinxhir i vetëqëndrueshëm në bërthamë është i mundur vetëm nëse në të ka një masë kritike të materialit të zbërthyeshëm në një konfigurim të caktuar dhe në kushte të caktuara të moderuarit dhe thithjes së neutroneve. Prandaj, për të marrë energji termike në një reaktor, kur funksionon me fuqinë e projektuar për një kohë të caktuar, është e nevojshme që të ketë një tepricë të caktuar të nukleideve të zbërthyer në bërthamë mbi masën kritike. Kjo tepricë krijon një rezervë reaktiviteti në bërthamën e reaktorit, e cila është e nevojshme për të arritur djegien e specifikuar ose të llogaritur të karburantit. Djegia e karburantit bërthamor në bërthamën e reaktorit është procesi i konsumimit të nuklideve të zbërthyer, parësor dhe sekondar, si rezultat i ndarjes gjatë ndërveprimit të tyre me neutronet. Burnup zakonisht përcaktohet nga sasia e energjisë termike të lëshuar ose sasia (masa) e nuklideve të ndara për njësi masë të karburantit të ngarkuar në reaktor. Rrjedhimisht, për të djegur një sasi të caktuar uraniumi në një reaktor, është e nevojshme të ngarkohet me lëndë djegëse që ka një masë dukshëm më të madhe se masa kritike. Në këtë rast, pasi të arrihet një djegie e caktuar, kur rezerva e reaktivitetit është shteruar, është e nevojshme të zëvendësohet karburanti i shpenzuar me karburant të freskët për të ruajtur reaksionin zinxhir të ndarjes. Kërkesa për të mbajtur vazhdimisht një masë të madhe të karburantit bërthamor në bërthamën e reaktorit, e projektuar për një periudhë të gjatë funksionimi për të siguruar një prodhim të caktuar energjie, shkakton kosto të konsiderueshme një herë për të paguar ngarkesën e parë të karburantit dhe tufat pasuese të përgatitura për rimbushje. Ky është një nga ndryshimet domethënëse dhe themelore në kushtet e përdorimit të karburantit bërthamor në termocentrale në krahasim me karburantin organik.

Megjithatë, karburanti i shpenzuar i hequr nga bërthama do të përmbajë një sasi të konsiderueshme materialesh të zbërthyeshme dhe nuklidesh pjellore që janë me vlerë të konsiderueshme. Ky karburant, pas pastrimit kimik nga produktet e ndarjes, mund të kthehet në ciklin e karburantit për ripërdorim. Sasia e nukleideve të zbërthyeshme në karburantin e shpenzuar që mbetet e papërdorur gjatë qëndrimit të tij një herë në reaktor varet nga lloji i reaktorit dhe lloji i karburantit dhe mund të jetë deri në 50% të atyre të ngarkuara fillimisht. Natyrisht, "mbeturina" të tilla të vlefshme duhet të përdoren. Për këtë qëllim, po krijohen mjete dhe struktura të posaçme teknike për ruajtjen, transportin dhe rigjenerimin kimik të karburantit të shpenzuar (SFA). Materialet e zbërthyeshme të nxjerra nga asambletë e karburantit të shpenzuar mund të kthehen dhe të qarkullojnë në mënyrë të përsëritur përmes reaktorëve dhe ndërmarrjeve të karburantit të industrisë bërthamore: impiantet radiokimike që sigurojnë rigjenerimin (pastrimin e produkteve të ndarjes dhe papastërtive) të karburantit të shkarkuar nga reaktori dhe kthimin e tij në ciklin e karburantit pas pasurimi i nevojshëm shtesë me nuklide të zbërthyeshme; impiante metalurgjike për prodhimin e elementëve të rinj të karburantit, në të cilat karburanti i rigjeneruar i shtohet karburantit të freskët që nuk është rrezatuar në reaktorë. Kështu, një tipar karakteristik i furnizimit me karburant në energjinë bërthamore është fizibiliteti teknik dhe domosdoshmëria e kthimit në cikël (riciklimi) izotopeve të zbërthyeshme dhe pjellore të uraniumit dhe plutoniumit që nuk janë përdorur gjatë një qëndrimi të vetëm në reaktor. Për të siguruar furnizim të pandërprerë me karburant, krijohen kapacitetet e nevojshme të ndërmarrjeve të ciklit të karburantit. Ato mund të konsiderohen si ndërmarrje që plotësojnë “nevojat e veta” të energjisë bërthamore si industri. Koncepti i zhvillimit të energjisë bërthamore duke përdorur reaktorë për rritjen e karburantit bërthamor bazohet në mundësinë e riciklimit të uraniumit dhe plutoniumit. Përveç kësaj, duke ricikluar uraniumin dhe plutoniumin, kërkesat për uraniumin natyror dhe kapacitetin e pasurimit të uraniumit për reaktorët termikë të neutroneve, të cilët aktualisht dominojnë industrinë e energjisë bërthamore në zhvillim, janë ulur ndjeshëm. Ndërsa nuk ka ripërpunim të karburantit të shpenzuar, nuk ka riciklim të uraniumit dhe plutoniumit. Kjo do të thotë se reaktorët termikë të neutroneve mund të ushqehen vetëm nga karburanti i freskët i bërë nga uraniumi i minuar dhe i përpunuar, ndërsa karburanti i shpenzuar do të ruhet.

Riprodhimi i karburantit bërthamor ndodh pothuajse në çdo reaktor të projektuar për prodhimin e energjisë, i cili, së bashku me materialet e zbërthyeshme, përmban lëndë të para pjellore (238 U dhe 232 Th). Nëse nuk marrim parasysh rastin hipotetik të përdorimit të karburantit të uraniumit të superpasuruar (~ 90%) për disa reaktorë të veçantë, atëherë në të gjithë reaktorët bërthamorë të përdorur në sektorin e energjisë do të ketë riprodhim të pjesshëm dhe në kushte të caktuara, të plotë dhe madje të zgjeruar. e karburantit bërthamor - izotopet e plutoniumit, që kanë të njëjtën vlerë të lartë kalorifike si 235 U. Plutoniumi mund të izolohet nga karburanti i shpenzuar në impiantet e ripërpunimit kimik në formën e tij të pastër dhe të përdoret për prodhimin e karburantit të përzier uranium-plutonium. Mundësia e prodhimit të plutoniumit në çdo reaktor termik të neutronit bën të mundur kualifikimin e çdo centrali bërthamor si një ndërmarrje me qëllime të dyfishta: duke gjeneruar jo vetëm energji termike dhe elektrike, por edhe prodhimin e karburantit të ri bërthamor - plutonium. Sidoqoftë, roli i plutoniumit manifestohet jo vetëm në akumulimin e tij në karburantin e shpenzuar. Një pjesë e konsiderueshme e izotopeve të zbërthyera të plutoniumit rezultojnë në ndarje në reaktor, duke përmirësuar ekuilibrin e karburantit dhe duke kontribuar në një rritje të djegies së karburantit të ngarkuar në bërthamë. Më i përshtatshmi, sipas ideve të sotme, është përdorimi i plutoniumit në reaktorët e shpejtë të neutronit, ku bën të mundur sigurimin e një fitimi në masën kritike, dhe rrjedhimisht, në ngarkim në krahasim me 235 U me 20-30% dhe të marrë shumë koeficientë të lartë që tejkalojnë riprodhimin e unitetit. Përdorimi i plutoniumit në ngarkesën e karburantit të reaktorëve termikë të neutronit, megjithëse nuk siguron një fitim të konsiderueshëm në masën kritike dhe ritme kaq të larta riprodhimi si në reaktorët e shpejtë të neutronit, megjithatë, krijon një efekt të madh, duke rritur burimet e karburantit bërthamor.

Në energjinë bërthamore, përveç uraniumit, ka mundësi për zhvillimin e cikleve të karburantit të toriumit. Në këtë rast, izotopi natyror 232 Th përdoret për të prodhuar 233 U, i cili është i ngjashëm në vetitë e tij bërthamore me 235 U. Megjithatë, aktualisht është e vështirë të pritet ndonjë përdorim domethënës i ciklit uranium-torium në energjinë bërthamore. Kjo shpjegohet me faktin se 232 Th, si 238 U, është vetëm një material pjellor, por jo i zbërthyeshëm, dhe teknologjia për përpunimin e toriumit ka një numër karakteristikash specifike dhe ende nuk është zotëruar në një shkallë industriale. Në të njëjtën kohë, ende nuk ka mungesë të uraniumit natyror. Për më tepër, ka një akumulim të vazhdueshëm të mbeturinave të uraniumit në magazina, të gatshme për përdorim si material riprodhues në reaktorët riprodhues.

Mungesa e nevojës për një oksidues për të prodhuar energji është një nga avantazhet kryesore mjedisore të përdorimit të energjisë bërthamore në krahasim me energjinë hidrokarbure. Emetimet e gazit nga termocentralet bërthamore janë kryesisht për shkak të nevojave të sistemeve të ventilimit të centralit. Ndryshe nga termocentralet bërthamore, çdo vit miliona metra kub gazra me djegie lëshohen në ajër. Këto përfshijnë, para së gjithash, oksidet e karbonit, azotit dhe squfurit, të cilat shkatërrojnë shtresën e ozonit të planetit dhe krijojnë një ngarkesë të madhe në biosferën e territoreve ngjitur.

Fatkeqësisht, përveç avantazheve, energjia bërthamore ka edhe disavantazhet e saj. Këto përfshijnë, në veçanti, formimin e produkteve të ndarjes dhe aktivizimit gjatë funksionimit të një reaktori bërthamor. Substanca të tilla ndërhyjnë në funksionimin e vetë reaktorit dhe janë radioaktive. Megjithatë, vëllimi i mbetjeve radioaktive të krijuara është i kufizuar (shumë rend të madhësisë më pak se mbetjet nga termocentralet). Përveç kësaj, ekzistojnë teknologji të provuara për pastrimin, nxjerrjen, kondicionimin, ruajtjen dhe asgjësimin e tyre të sigurt. Një numër izotopësh radioaktivë të nxjerrë nga karburanti i shpenzuar përdoren në mënyrë aktive në teknologjitë industriale dhe të tjera. Me zhvillimin e mëtejshëm të teknologjive për përpunimin e asambleve të karburantit të shpenzuar, ka edhe perspektiva për nxjerrjen e produkteve të ndarjes prej tij - elemente të rralla të tokës, të cilat kanë vlerë të madhe.

Një termocentral bërthamor, ose shkurt NPP, është një kompleks strukturash teknike të krijuara për të gjeneruar energji elektrike duke përdorur energjinë e çliruar gjatë një reaksioni bërthamor të kontrolluar.

Në gjysmën e dytë të viteve 40, para se të përfundonte puna për krijimin e bombës së parë atomike, e cila u testua më 29 gusht 1949, shkencëtarët sovjetikë filluan të zhvillojnë projektet e para për përdorimin paqësor të energjisë atomike. Fokusi kryesor i projekteve ishte energjia elektrike.

Në maj 1950, afër fshatit Obninskoye, Rajoni i Kaluga, filloi ndërtimi i termocentralit të parë bërthamor në botë.

Energjia elektrike u prodhua për herë të parë duke përdorur një reaktor bërthamor më 20 dhjetor 1951 në shtetin e Idahos në SHBA.

Për të testuar funksionalitetin e tij, gjeneratori ishte i lidhur me katër llamba inkandeshente, por nuk prisja që llambat të ndizeshin.

Që nga ai moment, njerëzimi filloi të përdorte energjinë e një reaktori bërthamor për të prodhuar energji elektrike.

Centralet e para bërthamore

Ndërtimi i termocentralit të parë bërthamor në botë me kapacitet 5 MW përfundoi në vitin 1954 dhe më 27 qershor 1954 nisi dhe filloi punën.

Në vitin 1958 u vu në punë faza e parë e termocentralit bërthamor të Siberisë me një kapacitet prej 100 MW.

Ndërtimi i termocentralit industrial bërthamor Beloyarsk filloi gjithashtu në 1958. Më 26 Prill 1964, gjeneratori i fazës së parë furnizoi rrymë për konsumatorët.

Në Shtator 1964, u lançua njësia e parë e NPP Novovoronezh me një kapacitet prej 210 MW. Njësia e dytë me një kapacitet prej 350 MW u lançua në dhjetor 1969.

Në vitin 1973 u lançua termocentrali bërthamor i Leningradit.

Në vende të tjera, termocentrali i parë industrial bërthamor u vu në përdorim në 1956 në Calder Hall (Britania e Madhe) me një kapacitet prej 46 MW.

Në vitin 1957, një termocentral bërthamor 60 MW hyri në punë në Shippingport (SHBA).

Liderët botërorë në prodhimin e energjisë bërthamore janë:

1. SHBA (788.6 miliardë kWh/vit),
2. Franca (426.8 miliardë kWh/vit),
3. Japonia (273.8 miliardë kWh/vit),
4. Gjermania (158.4 miliardë kWh/vit),
5. Rusia (154.7 miliardë kWh/vit).

Klasifikimi i NPP-ve

Termocentralet bërthamore mund të klasifikohen në disa mënyra:

Sipas llojit të reaktorit

• Reaktorët termikë të neutronit që përdorin moderatorë të veçantë për të rritur gjasat e thithjes së neutronit nga bërthamat e atomeve të karburantit
• Reaktorët e ujit të lehtë
• Reaktorët e ujit të rëndë
• Reaktorë të shpejtë
• Reaktorët nënkritikë që përdorin burime të jashtme neutronesh
• Reaktorët e shkrirjes

Sipas llojit të energjisë së çliruar

1. Termocentralet bërthamore (NPP) të projektuara për të prodhuar vetëm energji elektrike
2. Termocentralet e kombinuara bërthamore të nxehtësisë dhe energjisë (CHP), që prodhojnë energji elektrike dhe termike

Në termocentralet bërthamore të vendosura në Rusi ka instalime ngrohjeje, ato janë të nevojshme për ngrohjen e ujit të rrjetit.

Llojet e karburantit të përdorur në termocentralet bërthamore

Në termocentralet bërthamore, është e mundur të përdoren disa substanca, falë të cilave është e mundur të prodhohet energji elektrike bërthamore, karburantet moderne të termocentraleve bërthamore janë uraniumi, toriumi dhe plutoni.

Lënda toriumi nuk përdoret sot në termocentralet bërthamore, për një sërë arsyesh.

Së pari, është më e vështirë të shndërrohen në elementë karburanti, elementë të shkurtuar të karburantit.

Shufrat e karburantit janë tuba metalikë që vendosen brenda një reaktori bërthamor. Brenda

Elementet e karburantit përmbajnë substanca radioaktive. Këto tuba janë objekte për ruajtjen e karburantit bërthamor.

Së dyti, përdorimi i karburantit të toriumit kërkon përpunimin kompleks dhe të shtrenjtë të tij pas përdorimit në termocentralet bërthamore.

Karburanti i plutoniumit gjithashtu nuk përdoret në inxhinierinë bërthamore, për faktin se kjo substancë ka një përbërje kimike shumë komplekse, një sistem për përdorim të plotë dhe të sigurt ende nuk është zhvilluar.

Karburanti i uraniumit

Substanca kryesore që prodhon energji në termocentralet bërthamore është uraniumi. Sot, uraniumi minohet në disa mënyra:

• minierat e hapura
• mbyllur në miniera
• shpëlarje nëntokësore, duke përdorur shpimin në minierë.

Shpëlarja nëntokësore, duke përdorur shpimin e minierës, ndodh duke vendosur një zgjidhje të acidit sulfurik në puse nëntokësore, tretësira ngopet me uranium dhe pompohet përsëri.

Rezervat më të mëdha të uraniumit në botë ndodhen në Australi, Kazakistan, Rusi dhe Kanada.

Depozitat më të pasura janë në Kanada, Zaire, Francë dhe Republikën Çeke. Në këto vende, deri në 22 kilogramë lëndë të parë të uraniumit përftohen nga një ton mineral.

Në Rusi, pak më shumë se një kilogram e gjysmë uranium merret nga një ton mineral. Vendet e minierave të uraniumit janë jo radioaktive.

Në formën e tij të pastër, kjo substancë është pak e rrezikshme për njerëzit.

Përgatitja e uraniumit

Uraniumi nuk përdoret në formën e xehes në termocentralet bërthamore, minerali nuk reagon. Për të përdorur uraniumin në termocentralet bërthamore, lënda e parë përpunohet në pluhur - oksid uraniumi, dhe më pas bëhet karburant uraniumi.

Pluhuri i uraniumit shndërrohet në "tableta" metalike - shtypet në balona të vogla të rregullta, të cilat shkrihen gjatë ditës në temperatura mbi 1500 gradë Celsius.

Janë këto fishekë uraniumi që hyjnë në reaktorët bërthamorë, ku fillojnë të ndërveprojnë me njëri-tjetrin dhe, në fund, u japin njerëzve energji elektrike.

Rreth 10 milionë fishekë uraniumi po punojnë njëkohësisht në një reaktor bërthamor.

Para se të vendosen peletat e uraniumit në reaktor, ato vendosen në tuba metalikë të bërë nga lidhjet e zirkonit - elementët e karburantit janë të lidhur me njëri-tjetrin në tufa dhe formojnë montime karburanti - montime karburanti;

Janë asambletë e karburantit që quhen karburant i centralit bërthamor.

Si ripërpunohet karburanti i centralit bërthamor?

Pas një viti përdorimi i uraniumit në reaktorët bërthamorë, ai duhet të zëvendësohet.

Elementet e karburantit ftohen për disa vjet dhe dërgohen për copëtim dhe shpërbërje.

Si rezultat i nxjerrjes kimike, lirohet uranium dhe plutonium, të cilët ripërdoren dhe përdoren për të prodhuar karburant të freskët bërthamor.

Produktet e kalbjes së uraniumit dhe plutoniumit përdoren për të prodhuar burime të rrezatimit jonizues, ato përdoren në mjekësi dhe industri.

Gjithçka që mbetet pas këtyre manipulimeve dërgohet në furrë për ngrohje, qelqi bëhet nga kjo masë, xhami i tillë ruhet në ambiente të veçanta magazinimi.

Qelqi nuk është bërë nga mbetjet për përdorim masiv;

Është e vështirë të nxirren nga qelqi mbetjet e elementeve radioaktive që mund të dëmtojnë mjedisin. Kohët e fundit, është shfaqur një mënyrë e re për asgjësimin e mbetjeve radioaktive.

Reaktorë të shpejtë bërthamorë ose reaktorë të shpejtë neutron, të cilët funksionojnë në mbetje të karburantit bërthamor të ripërpunuar.

Sipas shkencëtarëve, mbetjet e karburantit bërthamor, të cilat aktualisht ruhen në objektet e magazinimit, janë të afta të sigurojnë karburant për reaktorët e shpejtë neutron për 200 vjet.

Për më tepër, reaktorët e rinj të shpejtë mund të funksionojnë me karburant uranium, i cili është bërë nga uraniumi 238, kjo substancë nuk përdoret në termocentralet konvencionale bërthamore, sepse; Është më e lehtë për termocentralet e sotme bërthamore të përpunojnë 235 dhe 233 uranium, nga të cilët ka mbetur pak në natyrë.

Kështu, reaktorët e rinj janë një mundësi për të përdorur depozita të mëdha prej 238 uranium, të cilat nuk janë përdorur më parë.

Parimi i funksionimit të termocentraleve bërthamore

Parimi i funksionimit të një termocentrali bërthamor të bazuar në një reaktor uji me presion të dyfishtë (VVER).

Energjia e çliruar në bërthamën e reaktorit transferohet në ftohësin primar.

Në dalje të turbinave, avulli hyn në kondensator, ku ftohet nga një sasi e madhe uji që vjen nga rezervuari.

Kompensuesi i presionit është një strukturë mjaft komplekse dhe e rëndë që shërben për të barazuar luhatjet e presionit në qark gjatë funksionimit të reaktorit që lindin për shkak të zgjerimit termik të ftohësit. Presioni në qarkun e parë mund të arrijë deri në 160 atmosfera (VVER-1000).

Përveç ujit, natriumi ose gazi i shkrirë mund të përdoret gjithashtu si ftohës në reaktorë të ndryshëm.

Përdorimi i natriumit bën të mundur thjeshtimin e dizajnit të guaskës së bërthamës së reaktorit (ndryshe nga qarku i ujit, presioni në qarkun e natriumit nuk e kalon presionin atmosferik), dhe të heqësh qafe kompensuesin e presionit, por krijon vështirësitë e veta lidhur me rritjen e aktivitetit kimik të këtij metali.

Numri i përgjithshëm i qarqeve mund të ndryshojë për reaktorë të ndryshëm, diagrami në figurë është paraqitur për reaktorët e tipit VVER (Reaktor i Energjisë së Ujit-Ujit).

Reaktorët e tipit RBMK (High Power Channel Type Reactor) përdorin një qark uji, dhe reaktorët BN (Reaktor i Shpejtë Neutron) përdorin dy qarqe natriumi dhe një ujë.

Nëse nuk është e mundur të përdoret një sasi e madhe uji për kondensimin e avullit, në vend të përdorimit të rezervuarit, uji mund të ftohet në kulla të veçanta ftohëse, të cilat për shkak të madhësisë së tyre janë zakonisht pjesa më e dukshme e një termocentrali bërthamor.

Struktura e reaktorit bërthamor

Një reaktor bërthamor përdor një proces të ndarjes bërthamore në të cilin një bërthamë e rëndë shpërthen në dy fragmente më të vogla.

Këto fragmente janë në një gjendje shumë të ngacmuar dhe lëshojnë neutrone, grimca të tjera nënatomike dhe fotone.

Neutronet mund të shkaktojnë ndarje të reja, duke rezultuar në emetimin e më shumë prej tyre, e kështu me radhë.

Një seri e tillë e vazhdueshme e vetë-qëndrueshme e ndarjeve quhet një reaksion zinxhir.

Kjo çliron një sasi të madhe energjie, prodhimi i së cilës është qëllimi i përdorimit të termocentraleve bërthamore.

Parimi i funksionimit të një reaktori bërthamor dhe termocentrali bërthamor është i tillë që rreth 85% e energjisë së ndarjes lirohet brenda një periudhe shumë të shkurtër kohore pas fillimit të reaksionit.

Pjesa tjetër prodhohet nga zbërthimi radioaktiv i produkteve të ndarjes pasi ato kanë emetuar neutrone.

Zbërthimi radioaktiv është një proces në të cilin një atom arrin një gjendje më të qëndrueshme. Vazhdon pas përfundimit të ndarjes.

Elementet bazë të një reaktori bërthamor

• Karburanti bërthamor: uraniumi i pasuruar, izotopet e uraniumit dhe plutoniumit. Më i përdoruri është uraniumi 235;
• Ftohës për heqjen e energjisë së gjeneruar gjatë funksionimit të reaktorit: ujë, natrium të lëngshëm, etj.;
• Shufra kontrolli;
• Moderator neutron;
• Mbulesa e mbrojtjes nga rrezatimi.

Parimi i funksionimit të një reaktori bërthamor

Në thelbin e reaktorit ka elementë të karburantit (elemente të karburantit) - karburant bërthamor.

Ata janë mbledhur në kaseta që përmbajnë disa dhjetëra shufra karburanti. Ftohësi rrjedh nëpër kanale përmes secilës kasetë.

Shufrat e karburantit rregullojnë fuqinë e reaktorit. Një reaksion bërthamor është i mundur vetëm në një masë të caktuar (kritike) të shufrës së karburantit.

Masa e secilës shufër individualisht është nën kritike. Reagimi fillon kur të gjitha shufrat janë në zonën aktive. Duke futur dhe hequr shufrat e karburantit, reagimi mund të kontrollohet.

Pra, kur masa kritike tejkalohet, elementët e karburantit radioaktiv lëshojnë neutrone që përplasen me atomet.

Si rezultat, formohet një izotop i paqëndrueshëm, i cili prishet menjëherë, duke lëshuar energji në formën e rrezatimit gama dhe nxehtësisë.

Grimcat që përplasen i japin njëra-tjetrës energji kinetike dhe numri i zbërthimeve rritet në mënyrë eksponenciale.

Ky është një reaksion zinxhir - parimi i funksionimit të një reaktori bërthamor. Pa kontroll, ndodh me shpejtësi rrufeje, e cila çon në një shpërthim. Por në një reaktor bërthamor procesi është nën kontroll.

Kështu, energjia termike lirohet në bërthamë, e cila transferohet në ujin që lan këtë zonë (qarku primar).

Këtu temperatura e ujit është 250-300 gradë. Më pas, uji transferon nxehtësinë në qarkun e dytë, dhe më pas në tehet e turbinës që gjenerojnë energji.

Shndërrimi i energjisë bërthamore në energji elektrike mund të paraqitet skematikisht:

• Energjia e brendshme e një bërthame uraniumi
• Energjia kinetike e fragmenteve të bërthamave të kalbura dhe neutroneve të çliruara
• Energjia e brendshme e ujit dhe avullit
• Energjia kinetike e ujit dhe avullit
• Energjia kinetike e rotorëve të turbinës dhe gjeneratorit
• Energjia elektrike

Bërthama e reaktorit përbëhet nga qindra kaseta të bashkuara nga një guaskë metalike. Kjo guaskë luan gjithashtu rolin e një reflektori neutron.

Shufrat e kontrollit për rregullimin e shpejtësisë së reagimit dhe shufrat e mbrojtjes së emergjencës së reaktorit janë futur në mes të kasetave.

Stacioni i furnizimit me ngrohje bërthamore

Projektet e para të stacioneve të tilla u zhvilluan në vitet '70 të shekullit të 20-të, por për shkak të trazirave ekonomike që ndodhën në fund të viteve '80 dhe kundërshtimit të ashpër publik, asnjë prej tyre nuk u zbatua plotësisht.

Përjashtim bën centrali bërthamor Bilibino me kapacitet të vogël, ai furnizon me ngrohje dhe energji elektrike fshatin Bilibino në Arktik (10 mijë banorë) dhe ndërmarrjet lokale të minierave, si dhe reaktorët mbrojtës (ata prodhojnë plutonium):

• Centrali bërthamor i Siberisë, që furnizon ngrohjen në Seversk dhe Tomsk.
• Reaktori ADE-2 në Kombinatin e Minierave dhe Kimikës Krasnoyarsk, i cili ka furnizuar me energji termike dhe elektrike qytetin e Zheleznogorsk që nga viti 1964.

Në kohën e krizës, kishte filluar ndërtimi i disa AST-ve të bazuara në reaktorë të ngjashëm me VVER-1000:

• Voronezh AST
• Gorki AST
• Ivanovo AST (vetëm i planifikuar)

Ndërtimi i këtyre AST-ve u ndërpre në gjysmën e dytë të viteve 1980 ose në fillim të viteve 1990.

Në vitin 2006, koncerni Rosenergoatom planifikoi të ndërtonte një termocentral bërthamor lundrues për Arkhangelsk, Pevek dhe qytete të tjera polare bazuar në uzinën e reaktorit KLT-40, i përdorur në akullthyesit bërthamorë.

Ekziston një projekt për ndërtimin e një termocentrali bërthamor të pambikëqyrur bazuar në reaktorin Elena, dhe një central të lëvizshëm (me hekurudhë) të reaktorit Angstrem.

Disavantazhet dhe avantazhet e termocentraleve bërthamore

Çdo projekt inxhinierik ka anët e tij pozitive dhe negative.

Aspektet pozitive të termocentraleve bërthamore:

• Nuk ka emetime të dëmshme;
• Emetimet e substancave radioaktive janë disa herë më pak se energjia elektrike e qymyrit. stacionet me fuqi të ngjashme (centralet termocentrale të hirit të qymyrit përmbajnë një përqindje të uraniumit dhe toriumit të mjaftueshëm për nxjerrjen e tyre fitimprurëse);
• Vëllimi i vogël i karburantit të përdorur dhe mundësia e ripërdorimit të tij pas përpunimit;
• Fuqia e lartë: 1000-1600 MW për njësi fuqie;
• Kosto e ulët e energjisë, veçanërisht e energjisë termike.

Aspektet negative të termocentraleve bërthamore:

• Karburanti i rrezatuar është i rrezikshëm dhe kërkon masa komplekse dhe të shtrenjta ripërpunimi dhe magazinimi;
• Funksionimi me fuqi të ndryshueshme nuk është i dëshirueshëm për reaktorët termikë të neutroneve;
• Pasojat e një incidenti të mundshëm janë jashtëzakonisht të rënda, megjithëse probabiliteti i tij është mjaft i ulët;
• Investime të mëdha kapitale, si specifike, për 1 MW fuqi të instaluar për njësitë me kapacitet më të vogël se 700-800 MW, ashtu edhe të përgjithshme, të nevojshme për ndërtimin e stacionit, infrastrukturën e tij, si dhe në rast likuidimi të mundshëm.

Zhvillimet shkencore në fushën e energjisë bërthamore

Sigurisht që ka mangësi dhe shqetësime, por energjia bërthamore duket se është më premtuese.

Metodat alternative të marrjes së energjisë, për shkak të energjisë së baticave, erës, diellit, burimeve gjeotermale etj., aktualisht nuk kanë nivel të lartë të energjisë së marrë dhe përqendrim të ulët të saj.

Llojet e nevojshme të prodhimit të energjisë kanë rreziqe individuale për mjedisin dhe turizmin, për shembull, prodhimi i qelizave fotovoltaike, të cilat ndotin mjedisin, rrezikun e fermave me erë për shpendët dhe ndryshimet në dinamikën e valëve.

Shkencëtarët po zhvillojnë projekte ndërkombëtare për reaktorët bërthamorë të gjeneratës së re, për shembull GT-MGR, të cilat do të përmirësojnë sigurinë dhe do të rrisin efikasitetin e termocentraleve bërthamore.

Rusia ka nisur ndërtimin e termocentralit të parë lundrues bërthamor në botë, i cili ndihmon në zgjidhjen e problemit të mungesës së energjisë në zonat e thella bregdetare të vendit.

SHBA dhe Japonia po zhvillojnë termocentrale mini-bërthamore me një kapacitet prej rreth 10-20 MW me qëllim të furnizimit me ngrohje dhe energji elektrike për industri individuale, komplekse banimi dhe në të ardhmen - shtëpi individuale.

Një rënie në kapacitetin e fabrikës nënkupton një rritje të shkallës së prodhimit. Reaktorët me përmasa të vogla krijohen duke përdorur teknologji të sigurta që reduktojnë në masë të madhe mundësinë e rrjedhjes bërthamore.

Prodhimi i hidrogjenit

Qeveria amerikane ka miratuar Iniciativën Atomike të Hidrogjenit. Së bashku me Korenë e Jugut, po punohet për krijimin e një gjenerate të re reaktorësh bërthamorë të aftë për të prodhuar sasi të mëdha hidrogjeni.

INEEL (Laboratori Kombëtar i Inxhinierisë Mjedisore i Idahos) parashikon që një njësi e termocentralit bërthamor të gjeneratës së ardhshme do të prodhojë hidrogjen ekuivalent me 750,000 litra benzinë ​​në ditë.

Kërkimi mbi fizibilitetin e prodhimit të hidrogjenit në termocentralet ekzistuese bërthamore është duke u financuar.

Energjia e shkrirjes

Një perspektivë edhe më interesante, edhe pse relativisht e largët, është përdorimi i energjisë së shkrirjes bërthamore.

Reaktorët termonuklear, sipas llogaritjeve, do të konsumojnë më pak karburant për njësi të energjisë, dhe si vetë kjo lëndë djegëse (deuterium, litium, helium-3) ashtu edhe produktet e sintezës së tyre janë jo radioaktive dhe, për rrjedhojë, të sigurta për mjedisin.

Aktualisht, me pjesëmarrjen e Rusisë, është duke u zhvilluar në jug të Francës ndërtimi i reaktorit ndërkombëtar eksperimental termonuklear ITER.

Çfarë është efikasiteti

Faktori i efikasitetit (COP) është një karakteristikë e efikasitetit të një sistemi ose pajisjeje në lidhje me shndërrimin ose transmetimin e energjisë.

Përcaktohet nga raporti i energjisë së përdorur në mënyrë të dobishme me sasinë totale të energjisë së marrë nga sistemi. Efikasiteti është një sasi pa dimension dhe shpesh matet si përqindje.

Efikasiteti i centralit bërthamor

Efikasiteti më i lartë (92-95%) është avantazhi i hidrocentraleve. Ato prodhojnë 14% të energjisë elektrike në botë.

Megjithatë, ky lloj stacioni është më kërkuesi në lidhje me kantierin e ndërtimit dhe, siç ka treguar praktika, është shumë i ndjeshëm ndaj respektimit të rregullave të funksionimit.

Shembulli i ngjarjeve në HEC-in Sayano-Shushenskaya tregoi se çfarë pasojash tragjike mund të rezultojë nga neglizhenca e rregullave të funksionimit në një përpjekje për të ulur kostot e funksionimit.

Termocentralet bërthamore kanë efikasitet të lartë (80%). Pjesa e tyre në prodhimin global të energjisë elektrike është 22%.

Por termocentralet bërthamore kërkojnë vëmendje të shtuar për çështjen e sigurisë, si në fazën e projektimit, gjatë ndërtimit dhe gjatë funksionimit.

Devijimi më i vogël nga rregulloret strikte të sigurisë për termocentralet bërthamore është i mbushur me pasoja fatale për mbarë njerëzimin.

Përveç rrezikut të menjëhershëm në rast aksidenti, përdorimi i termocentraleve bërthamore shoqërohet me probleme sigurie që lidhen me asgjësimin ose asgjësimin e karburantit bërthamor të harxhuar.

Efikasiteti i termocentraleve nuk kalon 34% ato prodhojnë deri në gjashtëdhjetë për qind të energjisë elektrike në botë.

Përveç energjisë elektrike, termocentralet prodhojnë energji termike, e cila në formën e avullit të nxehtë ose ujit të nxehtë mund t'u transmetohet konsumatorëve në një distancë prej 20-25 kilometrash. Stacione të tilla quhen CHP (Heat Electric Central).

TEC-et dhe termocentralet e kombinuara nuk janë të kushtueshme për t'u ndërtuar, por nëse nuk merren masa të veçanta, ato kanë një ndikim negativ në mjedis.

Ndikimi negativ në mjedis varet nga ajo lëndë djegëse që përdoret në njësitë termike.

Produktet më të dëmshme janë djegia e qymyrit dhe gazit natyror është më pak agresiv.

Termocentralet janë burimet kryesore të energjisë elektrike në Rusi, SHBA dhe shumicën e vendeve evropiane.

Megjithatë, ka përjashtime, për shembull, në Norvegji, energjia elektrike prodhohet kryesisht nga hidrocentralet, dhe në Francë, 70% e energjisë elektrike prodhohet nga termocentralet bërthamore.

Termocentrali i parë në botë

Termocentrali i parë qendror, Pearl Street, u vu në punë më 4 shtator 1882 në New York City.

Stacioni u ndërtua me mbështetjen e kompanisë Edison Illuminating, e cila drejtohej nga Thomas Edison.

Në të u instaluan disa gjeneratorë Edison me një kapacitet total mbi 500 kW.

Stacioni furnizonte me energji elektrike një zonë të tërë të Nju Jorkut me një sipërfaqe prej rreth 2.5 kilometra katrorë.

Stacioni u dogj deri në themel në vitin 1890, mbijetoi vetëm një dinamo, e cila tani ndodhet në muzeun e fshatit Greenfield, Michigan.

Më 30 shtator 1882 filloi të funksionojë hidrocentrali i parë, Rruga Vulcan në Wisconsin. Autori i projektit ishte G.D. Rogers, kreu i kompanisë Appleton Paper & Pulp.

Në stacion u instalua një gjenerator me fuqi rreth 12.5 kW. Kishte energji elektrike të mjaftueshme për të furnizuar shtëpinë e Rogers dhe dy fabrikat e tij të letrës.

Stacioni i Energjisë Rrugore Gloucester. Brighton ishte një nga qytetet e para në Britani që kishte një furnizim të pandërprerë me energji elektrike.

Në 1882, Robert Hammond themeloi Kompaninë Hammond Electric Light, dhe më 27 shkurt 1882 ai hapi Stacionin e Energjisë Rrugore Gloucester.

Stacioni përbëhej nga një dinamo furçash, e cila përdorej për të drejtuar gjashtëmbëdhjetë llamba me hark.

Në 1885, Gloucester Power Station u ble nga Brighton Electric Light Company. Më vonë, në këtë territor u ndërtua një stacion i ri, i përbërë nga tre dinamo furçash me 40 llamba.

Termocentrali i Pallatit Dimëror

Në 1886, një stacion energjie u ndërtua në një nga oborret e Hermitage të Re.

Termocentrali ishte më i madhi në të gjithë Evropën, jo vetëm në kohën e ndërtimit, por edhe gjatë 15 viteve të ardhshme.

Më parë, qirinjtë u përdorën për të ndriçuar Pallatin e Dimrit në 1861, filluan të përdoren llambat me gaz. Meqenëse llambat elektrike kishin një avantazh më të madh, zhvillimet filluan të futnin ndriçimin elektrik.

Para se ndërtesa të shndërrohej plotësisht në energji elektrike, llambat u përdorën për të ndriçuar sallat e pallatit gjatë festave të Krishtlindjeve dhe Vitit të Ri në 1885.

Më 9 nëntor 1885, projekti për ndërtimin e një "fabrike të energjisë elektrike" u miratua nga perandori Aleksandër III. Projekti përfshinte elektrifikimin e Pallatit të Dimrit, ndërtesave të Hermitazhit, oborrit dhe zonës përreth për tre vjet deri në 1888.

Kishte nevojë për të eliminuar mundësinë e dridhjeve të ndërtesës nga funksionimi i motorëve me avull, termocentrali ishte vendosur në një pavijon të veçantë të bërë prej qelqi dhe metali. Ajo u vendos në oborrin e dytë të Hermitage, që atëherë quhet "Electric".

Si dukej stacioni

Ndërtesa e stacionit zinte një sipërfaqe prej 630 m² dhe përbëhej nga një motorrike me 6 kaldaja, 4 motorë me avull dhe 2 lokomotiva dhe një dhomë me 36 dinamo elektrike. Fuqia totale arriti në 445 kf.

Një pjesë e dhomave të përparme ishin të parat që u ndriçuan:

• Paradhoma
• Salla Petrovsky
• Salla e Madhe e Marshallit të Fushës
• Salla e armaturës
• Salla e Shën Gjergjit

U ofruan tre mënyra ndriçimi:

• ndizni plotësisht (pushime) pesë herë në vit (4888 llamba inkandeshente dhe 10 qirinj Yablochkov);
• pune – 230 llamba inkandeshente;
• detyrë (natë) - 304 llamba inkandeshente.
  Stacioni konsumonte rreth 30 mijë poods (520 ton) qymyr në vit.

Termocentrale të mëdha, termocentrale bërthamore dhe hidrocentrale në Rusi

Termocentralet më të mëdha në Rusi sipas rrethit federal:

Qendrore:

• Termocentrali Shtetëror i Qarkut Kostroma, i cili punon me naftë;
• Stacioni Ryazan, karburanti kryesor për të cilin është qymyri;
• Konakovskaya, e cila mund të funksionojë me gaz dhe naftë;

Ural:

• Surgutskaya 1 dhe Surgutskaya 2. Stacionet, të cilat janë një nga termocentralet më të mëdha në Federatën Ruse. Ata të dy punojnë me gaz natyror;
• Reftinskaya, që operon me qymyr dhe është një nga termocentralet më të mëdha në Urale;
• Troitskaya, gjithashtu me qymyr;
• Iriklinskaya, burimi kryesor i karburantit për të cilin është nafta;

Privolzhsky:

• Termocentrali Shtetëror i Qarkut Zainskaya, që funksionon me naftë;

Rrethi Federal i Siberisë:

• Termocentrali Shtetëror i Qarkut të Nazarovës, i cili konsumon naftë;

Jugore:

• Stavropolskaya, e cila gjithashtu mund të operojë me karburant të kombinuar në formën e gazit dhe naftës;

Veriperëndimore:

• Kirishskaya me naftë.

Lista e termocentraleve ruse që prodhojnë energji duke përdorur ujë, të vendosura në territorin e kaskadës Angara-Yenisei:

Yenisei:

• Sayano-Shushenskaya
• hidrocentrali Krasnoyarsk;

Angara:

• Irkutsk
• Bratskaya
• Ust-Ilimskaya.

Termocentralet bërthamore në Rusi

NEC Balakovo

E vendosur afër qytetit të Balakovo, rajoni i Saratovit, në bregun e majtë të rezervuarit të Saratovit. Ai përbëhet nga katër njësi VVER-1000, të komisionuara në 1985, 1987, 1988 dhe 1993.

NPP Beloyarsk

E vendosur në qytetin e Zarechny, në rajonin e Sverdlovsk, është termocentrali i dytë industrial bërthamor në vend (pas atij siberian).

Katër njësi energjie u ndërtuan në stacion: dy me reaktorë termikë neutroni dhe dy me reaktorë të shpejtë neutron.

Aktualisht, njësitë e fuqisë operative janë njësitë e 3-të dhe të 4-të të fuqisë me reaktorë BN-600 dhe BN-800 me një fuqi elektrike përkatësisht 600 MW dhe 880 MW.

BN-600 u vu në punë në prill 1980 - njësia e parë e energjisë në shkallë industriale në botë me një reaktor të shpejtë neutron.

BN-800 u vu në funksion komercial në nëntor 2016. Është gjithashtu njësia më e madhe e energjisë në botë me një reaktor të shpejtë neutron.

NPP Bilibino

E vendosur pranë qytetit të Bilibino, Okrug Autonome Chukotka. Ai përbëhet nga katër njësi EGP-6 me një kapacitet prej 12 MW secila, të vendosura në 1974 (dy njësi), 1975 dhe 1976.

Gjeneron energji elektrike dhe termike.

NPP Kalinin

Ndodhet në veri të rajonit Tver, në bregun jugor të liqenit Udomlya dhe afër qytetit me të njëjtin emër.

Ai përbëhet nga katër njësi fuqie me reaktorë të tipit VVER-1000 me një kapacitet elektrik 1000 MW, të cilat janë vënë në punë në vitet 1984, 1986, 2004 dhe 2011.

Më 4 qershor 2006, u nënshkrua një marrëveshje për ndërtimin e njësisë së katërt të energjisë, e cila u vu në punë në vitin 2011.

NPP Kola

E vendosur pranë qytetit Polyarnye Zori, rajoni Murmansk, në brigjet e liqenit Imandra.

Ai përbëhet nga katër njësi VVER-440, të komisionuara në 1973, 1974, 1981 dhe 1984.
Fuqia e stacionit është 1760 MW.

NPP Kursk

Një nga katër termocentralet më të mëdha bërthamore në Rusi, me të njëjtin kapacitet prej 4000 MW.

Ndodhet pranë qytetit të Kurchatov, rajoni Kursk, në brigjet e lumit Seim.

Ai përbëhet nga katër njësi RBMK-1000, të komisionuara në 1976, 1979, 1983 dhe 1985.

Fuqia e stacionit është 4000 MW.

NPP i Leningradit

Një nga katër termocentralet më të mëdha bërthamore në Rusi, me të njëjtin kapacitet prej 4000 MW.

E vendosur pranë qytetit Sosnovy Bor, rajoni i Leningradit, në bregdetin e Gjirit të Finlandës.

Ai përbëhet nga katër njësi RBMK-1000, të komisionuara në 1973, 1975, 1979 dhe 1981.

Fuqia e stacionit është 4 GW. Në vitin 2007, prodhimi arriti në 24.635 miliardë kWh.

NPP Novovoronezh

E vendosur në rajonin e Voronezh pranë qytetit të Voronezh, në bregun e majtë të lumit Don. Përbëhet nga dy njësi VVER.

Ai furnizon rajonin e Voronezhit me 85% të energjisë elektrike dhe 50% me ngrohje për qytetin e Novovoronezhit.

Fuqia e stacionit (me përjashtim të ) është 1440 MW.

NPP Rostov

E vendosur në rajonin e Rostovit afër qytetit të Volgodonsk. Fuqia elektrike e njësisë së parë energjetike është 1000 MW në vitin 2010, njësia e dytë e energjisë e stacionit është kyçur në rrjet.

Në 2001-2010, stacioni u quajt NPP Volgodonsk me nisjen e njësisë së dytë të energjisë të NPP, stacioni u riemërua zyrtarisht në Rostov;

Në vitin 2008, termocentrali bërthamor prodhoi 8.12 miliardë kWh energji elektrike. Faktori i shfrytëzimit të kapacitetit të instaluar (IUR) ishte 92.45%. Që nga fillimi i tij (2001), ai ka prodhuar mbi 60 miliardë kWh energji elektrike.

NPP Smolensk

Ndodhet afër qytetit të Desnogorsk, rajoni Smolensk. Stacioni përbëhet nga tre njësi energjetike me reaktorë të tipit RBMK-1000, të cilat u vunë në punë në vitet 1982, 1985 dhe 1990.

Çdo njësi energjie përfshin: një reaktor me fuqi termike 3200 MW dhe dy turbogjeneratorë me fuqi elektrike 500 MW secili.

Centralet bërthamore amerikane

Centrali Bërthamor i Shippingport, me një kapacitet të vlerësuar prej 60 MW, u hap në vitin 1958 në Pensilvani. Pas vitit 1965, pati një ndërtim intensiv të centraleve bërthamore në të gjithë Shtetet e Bashkuara.

Pjesa më e madhe e termocentraleve bërthamore të Amerikës u ndërtuan në 15 vitet pas vitit 1965, përpara aksidentit të parë serioz në një termocentral bërthamor në planet.

Nëse aksidenti në termocentralin bërthamor të Çernobilit mbahet mend si aksidenti i parë, atëherë nuk është kështu.

Shkak i aksidentit ishin parregullsitë në sistemin e ftohjes së reaktorit dhe gabimet e shumta nga personeli operativ. Si rezultat, karburanti bërthamor u shkri. U deshën rreth një miliard dollarë për të eliminuar pasojat e aksidentit, procesi i likuidimit zgjati 14 vjet.

Pas aksidentit, qeveria e Shteteve të Bashkuara të Amerikës rregulloi kushtet e sigurisë për funksionimin e të gjitha termocentraleve bërthamore në shtet.

Rrjedhimisht, kjo çoi në vazhdimin e periudhës së ndërtimit dhe një rritje të ndjeshme të çmimit të objekteve të "atomit paqësor". Ndryshime të tilla ngadalësuan zhvillimin e industrisë së përgjithshme në Shtetet e Bashkuara.

Në fund të shekullit të njëzetë, Shtetet e Bashkuara kishin 104 reaktorë që operonin. Sot, Shtetet e Bashkuara zënë vendin e parë në tokë për sa i përket numrit të reaktorëve bërthamorë.

Që nga fillimi i shekullit të 21-të, katër reaktorë janë mbyllur në Amerikë që nga viti 2013 dhe ka filluar ndërtimi i katër të tjerëve.

Në fakt, sot në Shtetet e Bashkuara funksionojnë 100 reaktorë në 62 termocentrale bërthamore, të cilët prodhojnë 20% të të gjithë energjisë në shtet.

Reaktori i fundit i ndërtuar në Shtetet e Bashkuara doli në internet në vitin 1996 në termocentralin Watts Bar.

Autoritetet amerikane miratuan udhëzime të reja të politikës energjetike në 2001. Ai përfshin vektorin e zhvillimit të energjisë bërthamore, nëpërmjet zhvillimit të llojeve të reja të reaktorëve, me një faktor efikasiteti më të përshtatshëm dhe opsione të reja për ripërpunimin e karburantit të harxhuar bërthamor.

Planet deri në vitin 2020 përfshinin ndërtimin e disa dhjetëra reaktorëve të rinj bërthamorë me një kapacitet total prej 50,000 MW. Për më tepër, për të arritur një rritje të kapacitetit të termocentraleve ekzistuese bërthamore me rreth 10,000 MW.

SHBA-të janë lider në botë për numrin e termocentraleve bërthamore

Falë zbatimit të këtij programi, në Amerikë në vitin 2013 filloi ndërtimi i katër reaktorëve të rinj - dy prej të cilëve në termocentralin bërthamor Vogtl, dhe dy të tjerët në VC Summer.

Këta katër reaktorë janë tipi më i fundit - AP-1000, i prodhuar nga Westinghouse.

Fabrika e Koncentrateve Kimike në Novosibirsk është një nga prodhuesit kryesorë në botë të karburantit bërthamor për termocentralet bërthamore dhe reaktorët kërkimorë në Rusi dhe vende të huaja. Prodhuesi i vetëm rus i litiumit metalik dhe kripërave të tij. Është pjesë e Kompanisë së Karburantit TVEL të Korporatës Shtetërore Rosatom.

Kujdes, komente poshtë fotos!

Pavarësisht se në vitin 2011 NCCP prodhoi dhe shiti 70% të konsumit botëror të izotopit të litium-7, aktiviteti kryesor i uzinës është prodhimi i karburantit bërthamor për reaktorët e energjisë dhe kërkimit.
Fotoreportazhi aktual i kushtohet kësaj specie.

Çatia e ndërtesës së kompleksit kryesor të prodhimit

Punëtori për prodhimin e shufrave të karburantit dhe montimeve të karburantit për reaktorët kërkimorë

Zona për prodhimin e pluhurit të dioksidit të uraniumit duke përdorur pirohidrolizë me temperaturë të lartë

Ngarkimi i kontejnerëve me heksafluorid uraniumi

Salla e operatorëve
Nga këtu vjen kontrolli i procesit të prodhimit të pluhurit të dioksidit të uraniumit, nga i cili më pas bëhen peletat e karburantit.

Vendi i prodhimit të peletit të uraniumit
Në plan të parë, bikonet janë të dukshme ku ruhet pluhuri i dioksidit të uraniumit.
Ata përziejnë pluhurin dhe plastifikuesin, i cili lejon që tableta të kompresohet më mirë.

Peletat e karburantit qeramik bërthamor
Më pas dërgohen në furrë për pjekje.

Pishtari (djegia pas hidrogjenit) në një furrë shkrirjeje tabletash
Tabletat piqen në furra në një temperaturë prej të paktën 1750 gradë në një mjedis reduktues hidrogjeni për më shumë se 20 orë.

Prodhimi dhe kontrolli teknik i peletave të karburantit qeramik bërthamor
Një tabletë me peshë 4,5 g është e barabartë në çlirimin e energjisë me 400 kg qymyr, 360 metra kub. m gaz ose 350 kg naftë.

E gjithë puna kryhet në kuti duke përdorur doreza speciale.

Shkarkimi i kontejnerëve me tableta

Punëtori për prodhimin e shufrave të karburantit dhe montimeve të karburantit për termocentralet bërthamore

Linja e automatizuar e prodhimit të shufrave të karburantit

Këtu tubat e zirkonit janë të mbushura me tableta të dioksidit të uraniumit.
Rezultati është shufrat e karburantit të përfunduar me gjatësi rreth 4 m - elementët e karburantit.
Shufrat e karburantit përdoren tashmë për të montuar asambletë e karburantit, me fjalë të tjera, karburantin bërthamor.

Lëvizja e shufrave të karburantit të përfunduar në kontejnerë transporti
Mbulesat e këpucëve kanë edhe rrota.

Zona e montimit të FA
Instalim për aplikimin e veshjes së llakut në shufrat e karburantit

Sigurimi i shufrave të karburantit në mekanizmin e ngarkimit

Prodhimi i kornizave - saldimi i kanaleve dhe rrjetave ndarëse
312 shufra karburanti do të instalohen më pas në këtë kornizë.

Kontrolli teknik i kornizës

Kanalet dhe rrjetat ndarëse

Stenda pajisjesh të automatizuara të shufrës së karburantit

Montimi i trarëve

Kontrolli teknik i montimeve të karburantit

Shufrat e karburantit me shenja barkodi, të cilat fjalë për fjalë mund të përdoren për të gjurmuar të gjithë rrugën e prodhimit të produktit.

Stenda për inspektimin dhe paketimin e asambleve të karburantit të përfunduar

Inspektimi i montimeve të përfunduara të karburantit
Kontrolloni që distanca midis shufrave të karburantit të jetë e njëjtë.

Montimi i përfunduar i karburantit

Kontejnerë me dy tuba për transportin e montimeve të karburantit
Karburanti për termocentralet bërthamore i prodhuar në NCCP përdoret në termocentralet bërthamore ruse dhe furnizohet gjithashtu në Ukrainë, Bullgari, Kinë, Indi dhe Iran.