АЭС өндірісінің схемасы. Атом электр станциясының жұмыс істеу принципі

Атом электр станциясы – бұл электр энергиясын өндіруге арналған жабдықтар мен қондырғылар жиынтығы болып табылатын кәсіпорын. Бұл қондырғының ерекшелігі жылуды алу әдісінде жатыр. Электр энергиясын өндіруге қажетті температура атомдардың ыдырауынан туындайды.

Атом электр станциялары үшін отынның рөлін көбінесе массалық саны 235 (235U) уран атқарады. Дәл осы радиоактивті элемент ядролық тізбекті реакцияны қолдауға қабілетті болғандықтан, ол атом электр станцияларында қолданылады және ядролық қаруда да қолданылады.

Ең көп атом электр станциялары бар елдер

Бүгінгі таңда әлемнің 31 елінде жалпы қуаты 394 ГВт болатын 451 атом энергетикалық реакторын пайдаланып, 192 атом электр станциясы жұмыс істейді. Атом электр станцияларының басым көпшілігі Еуропада, Солтүстік Америкада, Қиыр Шығыс Азияда және бұрынғы КСРО аумағында орналасқан, ал Африкада дерлік жоқ, Австралия мен Океанияда мүлдем жоқ. Тағы 41 реактор 1,5 жылдан 20 жылға дейін электр энергиясын өндірмеген, оның 40-ы Жапонияда.

Соңғы 10 жылда әлемде 47 энергоблок іске қосылды, олардың барлығы дерлік Азияда (26-сы Қытайда) немесе Шығыс Еуропада орналасқан. Қазіргі уақытта салынып жатқан реакторлардың үштен екісі Қытайда, Үндістанда және Ресейде. ҚХР жаңа атом электр станцияларын салудың ең ауқымды бағдарламасын жүзеге асыруда, ал басқа он шақты мемлекет атом электр станцияларын салуда немесе олардың құрылысының жобаларын әзірлеуде.

Атом энергетикасы саласындағы ең озық елдердің тізіміне АҚШ-тан басқа мыналар кіреді:

  • Франция;
  • Жапония
  • Ресей;
  • Оңтүстік Корея.

2007 жылы Ресей елдің шалғай жағалауындағы аймақтарындағы энергия тапшылығы мәселесін шешу үшін әлемдегі бірінші жүзбелі атом электр станциясының құрылысын бастады. Құрылыс кешігуге тап болды. Түрлі бағалаулар бойынша, бірінші жүзбелі атом электр станциясы 2019-2019 жылдары жұмыс істей бастайды.

Бірқатар елдер, соның ішінде АҚШ, Жапония, Оңтүстік Корея, Ресей, Аргентина жеке өндірістерді, тұрғын үй кешендерін жылумен және энергиямен қамтамасыз ету мақсатында қуаты шамамен 10-20 МВт шағын атом электр станцияларын дамытуда. болашақ - жеке үйлер. Шағын өлшемді реакторларды (мысалы, Hyperion АЭС-ін қараңыз) ядролық материалдың ағып кету мүмкіндігін айтарлықтай азайтатын қауіпсіз технологияларды қолдану арқылы жасауға болады деп болжануда. Аргентинада бір CAREM25 шағын реакторы салынып жатыр. Шағын атом электр станцияларын пайдаланудың алғашқы тәжірибесін КСРО (Билибино АЭС) алды.

Атом электр станцияларының жұмыс істеу принципі

Атом электр станциясының жұмыс істеу принципі ядролық (кейде ядролық деп те аталады) реактордың жұмысына негізделген - атомдардың бөліну реакциясы энергияның бөлінуімен жүретін арнайы үш өлшемді құрылым.

Ядролық реакторлардың әртүрлі түрлері бар:

  1. PHWR («қысымдағы ауыр су реакторы» - «ауыр судағы ядролық реактор» деп те аталады), негізінен Канадада және Үндістанның қалаларында қолданылады. Ол формуласы D2O болатын суға негізделген. Ол салқындатқыштың да, нейтронды модератордың да функциясын орындайды. Тиімділік 29% жуық;
  2. VVER (қысыммен салқындатылған қуатты реактор). Қазіргі уақытта VVER тек ТМД елдерінде, атап айтқанда, VVER-100 үлгісінде жұмыс істейді. Реактордың тиімділігі 33%;
  3. GCR, AGR (графиттік су). Мұндай реактордағы сұйықтық салқындатқыш ретінде әрекет етеді. Бұл дизайнда нейтрондық модератор графит болып табылады, сондықтан атауы. Тиімділігі шамамен 40% құрайды.

Құрылғының жұмыс істеу принципі бойынша реакторлар да бөлінеді:

  • PWR (қысымдағы су реакторы) - белгілі бір қысымдағы су реакцияларды бәсеңдететін және жылуды беретіндей етіп жасалған;
  • BWR (бу мен су құрылғының негізгі бөлігінде болатындай етіп жасалған, су тізбегі жоқ);
  • RBMK (ерекше қуаттылығы бар арналы реактор);
  • BN (жүйе нейтрондардың жылдам алмасуына байланысты жұмыс істейді).

Атом электр станциясының құрылғысы мен құрылымы. Атом электр станциясы қалай жұмыс істейді?

Әдеттегі атом электр станциясы блоктардан тұрады, олардың әрқайсысының ішінде әртүрлі техникалық құрылғылар орналастырылған. Бұл қондырғылардың ең маңыздысы – бүкіл атом электр станциясының жұмысын қамтамасыз ететін реакторлық залы бар кешен. Ол келесі құрылғылардан тұрады:

  • реактор;
  • бассейн (онда ядролық отын сақталады);
  • отынды қайта тиейтін көліктер;
  • Негізгі басқару бөлмесі (операторлар ядролық ыдырау процесін бақылай алатын блоктардағы басқару панелі).

Бұл ғимараттан кейін зал орналасқан. Ол бу генераторларымен жабдықталған және негізгі турбина болып табылады. Олардың артында бірден конденсаторлар, сондай-ақ аумақтың шекарасынан шығатын электр беру желілері орналасқан.

Басқа нәрселермен қатар, пайдаланылған отынға арналған бассейндері бар блок және салқындату үшін арналған арнайы блоктар бар (олар салқындатқыш мұнаралар деп аталады). Сонымен қатар, суыту үшін бүріккіш бассейндер мен табиғи резервуарлар қолданылады.

Атом электр станцияларының жұмыс істеу принципі

Барлық атом электр станцияларында электр энергиясын түрлендірудің 3 кезеңі бар:

  • термиялық ауысумен ядролық;
  • термиялық, механикалық түрге айналады;
  • механикалық, электрлік түрлендіру.

Уран нейтрондарды шығарады, нәтижесінде жылу көп мөлшерде бөлінеді. Реактордан шыққан ыстық су бу генераторы арқылы айдалады, онда ол жылудың бір бөлігін береді де, қайтадан реакторға оралады. Бұл су жоғары қысымда болғандықтан, ол сұйық күйде қалады (қазіргі VVER типті реакторларда ~330 °C температурада шамамен 160 атмосфера). Бу генераторында бұл жылу екінші тізбектегі суға беріледі, ол әлдеқайда төмен қысымда (бастапқы контурдың жарты қысымы немесе одан аз), сондықтан қайнайды. Алынған бу электр генераторын айналдыратын бу турбинасына түседі, содан кейін конденсаторға түседі, онда бу салқындатылады, ол конденсацияланады және қайтадан бу генераторына түседі. Конденсатор судың сыртқы ашық көзінен (мысалы, салқындату тоғанынан) сумен салқындатылады.

Бірінші және екінші тізбектер жабық, бұл радиацияның ағып кету ықтималдығын азайтады. Бастапқы тізбек құрылымдарының өлшемдері барынша азайтылған, бұл сонымен қатар радиациялық қауіптерді азайтады. Бу турбинасы мен конденсатор бастапқы контурдағы сумен әрекеттеспейді, бұл жөндеу жұмыстарын жеңілдетеді және станцияны бөлшектеу кезінде радиоактивті қалдықтардың мөлшерін азайтады.

АЭС қорғаныс механизмдері

Барлық атом электр станциялары интеграцияланған қауіпсіздік жүйелерімен жабдықталуы керек, мысалы:

  • оқшаулау – радиацияның бөлінуіне әкеп соқтырған авария кезінде зиянды заттардың таралуын шектеу;
  • қамтамасыз ету - жүйелердің тұрақты жұмыс істеуі үшін энергияның белгілі бір мөлшерін беру;
  • менеджерлер - барлық қорғаныс жүйелерінің қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін қызмет етеді.

Сонымен қатар, реакторды төтенше жағдайда өшіруге болады. Бұл жағдайда реактордағы температура көтеріле берсе, автоматты қорғаныс тізбекті реакцияларды тоқтатады. Бұл шара кейіннен реакторды жұмысқа қайтару үшін күрделі қалпына келтіру жұмыстарын қажет етеді.

Чернобыль атом электр станциясында қауіпті апат болған соң, оның себебі реактор конструкциясының жетілмегендігі болып шықты, олар қорғаныс шараларына көбірек көңіл бөле бастады, сонымен қатар реакторлардың сенімділігін арттыру үшін жобалау жұмыстарын жүргізді. .

21 ғасыр апаты және оның зардаптары

2011 жылы наурызда Жапонияның солтүстік-шығысында жер сілкінісі болып, цунами тудырды, нәтижесінде Фукусима-1 атом электр станциясындағы 6 реактордың 4-уі зақымданды.

Қайғылы оқиғадан екі жыл өтпей жатып, ресми мәлімет бойынша, апаттан қаза тапқандар саны 1500-ден асты, 20 000 адам әлі із-түзсіз жоғалған деп саналады, тағы 300 000 тұрғын үйлерін тастап кетуге мәжбүр болды.

Радиацияның үлкен дозасы салдарынан оқиға орнынан кете алмаған зардап шеккендер де болды. Олар үшін 2 күнге созылған шұғыл эвакуация ұйымдастырылды.

Соған қарамастан, жыл сайын атом электр станцияларындағы апаттардың алдын алу, сондай-ақ төтенше жағдайларды залалсыздандыру әдістері жетілдірілуде – ғылым тұрақты дамып келеді. Соған қарамастан, болашақ электр энергиясын өндірудің балама әдістерінің гүлденуі болатыны анық - атап айтқанда, келесі 10 жылда орбиталық орбиталық орбиталық күн панельдерінің пайда болуын күту қисынды, бұл нөлдік гравитацияда, сондай-ақ басқалары сияқты, энергетикалық сектордағы революциялық технологияларды қоса алғанда.

Егер сізде сұрақтар туындаса - оларды мақаланың астындағы түсініктемелерде қалдырыңыз. Біз немесе біздің келушілер оларға жауап беруге қуанышты болады.

Қазіргі адам электр қуатынсыз өмірді елестете алмайды. Егер электр қуаты бірнеше сағатқа да тоқтап қалса, мегаполистің тіршілігі сал болады. Воронеж облысындағы электр энергиясының 90%-дан астамын Нововоронеж атом электр станциясы өндіреді. «Воронеж» РИА тілшілері НВ АЭС-те болып, атом энергиясының электр энергиясына қалай айналатынын білді.

Бірінші атом электр станциясы қашан пайда болды?

1898 жылы атақты ғалымдар Мария Склодовска-Кюри мен Пьер Кюри уран минералы шайырдың радиоактивті екенін анықтады, ал 1933 жылы американдық физик Лео Силард алғаш рет ядролық тізбекті реакция идеясын алға тартты. оны іс жүзінде жүзеге асыру ядролық қаруды жасауға жол ашты. Бастапқыда атом энергиясы әскери мақсатта пайдаланылды. Атом алғаш рет КСРО-да бейбіт мақсатта пайдаланылды. 1954 жылы Калуга облысының Обнинск қаласында қуаттылығы небәрі 5 МВт болатын әлемдегі алғашқы тәжірибелік атом электр станциясы іске қосылды. Алғашқы тәжірибелік атом электр стансасының жұмысы өзінің болашағы мен қауіпсіздігін көрсетті. Оны пайдалану кезінде қоршаған ортаға зиянды шығарындылар болмайды, жылу электр станцияларынан айырмашылығы, органикалық отынның көп мөлшері қажет емес. Бүгінгі таңда атом электр станциялары экологиялық таза энергия көздерінің бірі болып табылады.

Нововоронеж АЭС қашан салынды?

НВ АЭС бірінші өнеркәсіп блогының құрылысы

Кеңес Одағында алғаш рет атом энергиясын өнеркәсіптік пайдалану Нововоронеж АЭС-інде басталды. 1964 жылдың қыркүйегінде қысымды су реакторы (VVER) бар NVNPP бірінші энергоблогы іске қосылды, оның қуаты 210 МВт болды - бұл бірінші тәжірибелік атом электр станциясынан шамамен 40 есе көп. Бұл реактор моделі әлемдегі ең техникалық дамыған және қауіпсіз үлгілердің бірі болып саналады. Суасты реакторлары атом электр станциялары үшін VVER прототипі ретінде қызмет етті. Нововоронеж АЭС-тің бірінші энергоблогын салу кезінде реакторларды басқаруға қабілетті мамандарды дайындайтын оқу орталықтары болған жоқ. Алғашқы ядролық ғалымдар бұрынғы суасты қайықтарынан алынды.

Нововоронеж АЭС-те бес энергоблок салынып, іске қосылды, оның үшеуі қазіргі уақытта жұмыс істеп тұр, құрылысы және тағы екі жаңасын іске қосуға дайындық жұмыстары жүргізілуде. VVER реакторлары бар NVNPP барлық энергоблоктары.

Атом электр станциясы қанша энергия өндіреді?

Энергетикалық блоктың қуаты бірнеше блоктан бірнеше мың МВт-қа дейін болуы мүмкін. Өнеркәсіптік атом электр станциялары өте қуатты. Нововоронеж АЭС Воронеж облысының электр энергиясына деген қажеттілігінің 90%-ға жуығын және Нововоронеждің жылу қажеттілігінің 90%-ға жуығын қамтамасыз етеді. Новоронеж АЭС энергоблоктарының жалпы қуаты 1800 МВт құрайды. Атом электр станцияларында өндірілетін электр энергиясының жылдық көлемі Воронеждегі авиациялық зауытты 191 жыл үздіксіз жұмыс істеуге немесе 650 стандартты тоғыз қабатты үйді жарықтандыруға жетеді. Алтыншы және жетінші энергоблоктар іске қосылғаннан кейін Нововоронеж АЭС-тің жалпы қуаты 2,23 есеге артады. Сонда АЭС өндіретін жыл сайынғы энергия көлемі Ресей темір жолының 8 айдан астам жұмысын қамтамасыз етуге жетеді.

Атом электр станциясы қалай ұйымдастырылған?

№5 НВ АЭС энергоблок

Атом электр станциясындағы энергия реакторда өндіріледі. Ол үшін отын диаметрі бірнеше миллиметрлік түйіршіктер түріндегі жасанды байытылған уран болып табылады. Уран түйіршіктері отын элементтеріне (TVELs) орналастырылады - бұл ыстыққа төзімді цирконийден жасалған тығыздалған қуыс түтіктер. Жанармай жинақтары (FA) жанармай өзектерінен жиналады. VVER ядросында уранның ыдырау процестері жүретін бірнеше жүздеген отын жинақтары бар. Бұл бастапқы салқындатқышты қыздыру арқылы энергияны тасымалдайтын отын жинақтары. Реактордағы нейтрондардың тығыздығы реактордың қуаты болып табылады және ол ядроға енгізілген нейтрон сіңіргіш-боры бар элементтердің мөлшерімен реттеледі (автомобильдегі тежегіш сияқты). АЭС энергоблоктарында, сондай-ақ жылу қондырғыларында электр энергиясын өндіру үшін түзілетін жылудың жартысынан азы пайдаланылады (физика заңы), турбинадан шыққан будың қалған жылуы қоршаған ортаға шығарылады. Новоронеж АЭС-тің алғашқы қондырғыларында жылуды жою үшін Дон өзенінің суы пайдаланылды. Үшінші және төртінші энергоблоктарды салқындату үшін градирнялар қолданылады - биіктігі шамамен 91 метр және массасы 920 тонна темір және алюминийден жасалған конструкциялар, мұнда қыздырылған айналмалы су ауа ағынымен салқындатылады. Бесінші энергоблокты салқындату үшін айналмалы сумен толтырылған салқындатқыш тоған салынып, оның беті қоршаған ортаға жылу беру үшін пайдаланылады. Бұл су бастапқы сумен жанаспайды және мүлдем қауіпсіз. Салқындату тоғанының тазалығы сонша, 2010 жылы онда бүкілресейлік балық аулау жарыстары өтті. 6 және 7-ші блоктардың айналмалы суын салқындату үшін Ресейдегі ең биік 173 м градирнялар салынды.Салқындату мұнарасының ең басынан Воронеж қаласының шеттері анық көрінеді.

Ядролық энергия қалай электр энергиясына айналады?

Уран ядроларының бөліну процестері VVER ядросында жүреді. Бұл жағдайда бастапқы контурдың суын (салқындатқышты) шамамен 300 ° C температураға дейін қыздыратын үлкен энергия мөлшері бөлінеді. Су бір уақытта қайнамайды, өйткені ол жоғары қысымда болады (қысымалы пештің принципі). Бастапқы контурдың салқындатқышы радиоактивті, сондықтан ол контурдан шықпайды. Содан кейін ол бу генераторларына беріледі, онда қайталама контурдың суы қызады және буға айналады, ал турбинада ол өз энергиясын электр энергиясына айналдырады.

Біздің пәтерлерге электр энергиясы қалай түседі?

Электр тогы – электр өрісінің әсерінен бос электр зарядталған бөлшектер-электрондардың реттелген компенсацияланбаған қозғалысы. Кернеуі 220 немесе 500 мың вольт болатын орасан зор қуат атом электр станциясынан сымдар арқылы шығады. Мұндай жоғары кернеу ұзақ қашықтыққа тасымалдау кезінде жоғалтуларды азайту үшін қажет. Дегенмен, тұтынушыға мұндай кернеу қажет емес және өте қауіпті. Электр тогы үйлерге кірмес бұрын трансформаторлар арқылы кернеу әдеттегі 220 вольтқа дейін төмендетіледі. Электр құрылғысының ашасын розеткаға қосу арқылы сіз оны электр желісіне қосасыз.

Ядролық энергия қаншалықты қауіпсіз?


Салқындату тоған NV АЭС

Атом электр стансасы дұрыс жұмыс істегенде мүлдем қауіпсіз. Новоронеж АЭС төңірегіндегі 30 км аймақтағы радиациялық фон 20 автоматты постпен бақыланады. Олар үздіксіз өлшеу режимінде жұмыс істейді. Станция жұмысының бүкіл тарихында радиациялық фон табиғи фондық мәндерден ешқашан асып кеткен емес. Бірақ ядролық энергияның ықтимал қаупі бар. Сондықтан жыл өткен сайын атом электр станцияларындағы қауіпсіздік жүйелері жетілдіріліп келеді. Егер АЭС-тің алғашқы буындары үшін (1,2 энергоблок) негізгі қауіпсіздік жүйелері белсенді болса, яғни оларды адам немесе автоматика іске қосу керек болса, онда 3+ буынды (Нововоронеждің 6 және 7 энергоблоктары) жобалау кезінде NPP), негізгі ставка пассивті қауіпсіздік жүйелеріне жасалады. Ықтимал қауіпті жағдай туындаған жағдайда, олар адамға немесе автоматикаға емес, физика заңдарына бағынып, өздері жұмыс істейді. Мысалы, атом электр станциясында жарық сөнген жағдайда, гравитация әсерінен қорғаныш элементтері ядроға өздігінен түсіп, реакторды тоқтатады.

АЭС персоналы түрлі төтенше жағдайларды жоюға жүйелі түрде дайындықтан өтеді. Төтенше жағдайлар арнайы толық масштабты тренажерларда – блоктық басқару пульттерінен сырттай айырмашылығы жоқ компьютерленген құрылғыларда имитацияланады. Реакторды басқаратын жедел персонал 5 жыл сайын Ростехнадзордан технологиялық процесті жүргізу құқығына лицензия алады (АЭС қондырғысын басқару). Процедура жүргізуші куәлігін алуға ұқсас. Маман теориялық емтихан тапсырады және тренажерде практикалық дағдыларды көрсетеді. Тек лицензиясы бар және атом электр станцияларында емтихан тапсырған қызметкерлерге реакторды басқаруға рұқсат етіледі.

Қатені байқадыңыз ба? Оны тінтуірмен таңдап, Ctrl+Enter пернелерін басыңыз

Атом электр станциясы мен кәдімгі отынды (көмір, газ, мазут, шымтезек) жағатын электр станцияларының жұмыс істеу принципі бірдей: бөлінген жылу есебінен су буға айналады, ол қысыммен турбинаға беріледі. және оны айналдырады. Турбина, өз кезегінде, айналуды электр тогы генераторына береді, ол айналудың механикалық энергиясын электр энергиясына түрлендіреді, яғни ол ток тудырады. Жылу электр станцияларында судың буға айналуы көмірдің, газдың және т.б. жану энергиясы есебінен, атом электр станцияларында уран-235 ядросының ыдырау энергиясына байланысты болады.

Ядролық ыдырау энергиясын су буының энергиясына айналдыру үшін әртүрлі қондырғылар қолданылады, олар деп аталады. ядролық энергетикалық реакторлар (қондырғылар).Уран әдетте диоксид - U0 2 түрінде қолданылады.

Арнайы құрылымдардың бөлігі ретінде уран оксиді модераторға - затқа орналастырылады, онымен әрекеттескен кезде нейтрондар энергияны тез жоғалтады (баяулайды). Осы мақсаттарда ол қолданылады су немесе графит -сәйкес реакторлар су немесе графит деп аталады.

Энергияны (басқаша айтқанда, жылуды) ядродан турбинаға беру үшін салқындатқыш қолданылады - су, сұйық металл(мысалы, натрий) немесе газ(мысалы, ауа немесе гелий). Салқындату сұйықтығы қыздырылған герметикалық құрылымдарды сыртынан жуады, оның ішінде бөліну реакциясы жүреді. Осының нәтижесінде салқындатқыш қызады және арнайы құбырлар арқылы қозғала отырып, энергияны (өз жылуы түрінде) береді. Қыздырылған салқындатқыш бу жасау үшін пайдаланылады, ол турбинаға жоғары қысыммен беріледі.

G.1-сурет.АЭС схемалық схемасы: 1 - ядролық реактор, 2 - циркуляциялық сорғы, 3 - жылу алмастырғыш, 4 - турбина, 5 - электр тогы генераторы

Газ салқындатқышы жағдайында бұл кезең жоқ, ал қыздырылған газ турбинаға тікелей беріледі.

Ресейлік (кеңестік) атом энергетикасында реакторлардың екі түрі кең тарады: жоғары қуатты арна реакторы (РБМК) және қысымды судың энергетикалық реакторы (VVER). Мысал ретінде RBKM пайдалана отырып, біз атом электр станциясының жұмыс істеу принципін біршама толығырақ қарастырамыз.

RBMK

РБМК – кірісті көрсететін қуаты 1000 МВт электр энергиясының көзі. РБМК-1000.Реактор темірбетонды шахтаға арнайы тіреуіш құрылымға орналастырылған. Оның айналасында, жоғары және төмен орналасқан биологиялық қорғау(иондаушы сәулеленуден қорғау). Реактордың өзегін толтырады графит қалау(яғни, өлшемі 25х25х50 см белгілі бір жолмен бүктелген графит блоктары) цилиндрлік пішінді. Тік саңылаулар бүкіл биіктік бойымен жасалады (G.2. сурет). Оларға металл құбырлар қойылады, деп аталады арналар(осыдан «арна» атауы). Арналарда отыны бар құрылымдар (TVEL - отын элементі) немесе реакторды басқаруға арналған штангалар орнатылады. Біріншілері деп аталады жанармай арналары,екінші - бақылау және қорғау арналары.Әрбір арна тәуелсіз тығыздалған құрылым болып табылады.Реактор нейтронды сіңіретін таяқшаларды арнаға батыру арқылы басқарылады (ол үшін кадмий, бор, еуропий сияқты материалдар қолданылады). Мұндай таяқша ядроға неғұрлым тереңірек енсе, соғұрлым нейтрондар көп жұтылады, сондықтан бөлінетін ядролардың саны азаяды, ал энергияның бөлінуі азаяды. Тиісті механизмдердің жиынтығы деп аталады бақылау және қорғау жүйесі (CPS).


G.2-сурет. RBMK схемасы.

Әрбір отын арнасына су төменнен беріледі, ол реакторға арнайы қуатты сорғы арқылы беріледі - ол деп аталады. негізгі айналым сорғысы (MCP).Жанармай жинақтарын жуу, су қайнап, арнаның шығысында бу-су қоспасы пайда болады. Ол кіреді бөлгіш барабан (BS)- құрғақ буды судан бөлуге (бөлуге) мүмкіндік беретін аппарат. Бөлінген су негізгі циркуляциялық сорғы арқылы реакторға қайта жіберіледі, осылайша «реактор – барабан-сепаратор – ССК» тізбегі жабылады. - реактор». деп аталады көп мәжбүрлі айналым тізбегі (KMPTS).РБМК-да осындай екі схема бар.

РБМК жұмысына қажетті уран оксидінің мөлшері шамамен 200 тоннаны құрайды (оларды пайдалану кезінде шамамен 5 миллион тонна көмір жағу кезіндегі энергия бөлінеді). Отын реакторда 3-5 жыл «жұмыс істейді».

Салқындату сұйықтығы бар жабық цикл,кез келген елеулі радиациялық ластануды қоспағанда, сыртқы ортадан оқшауланған. Мұны стансалардың өз қызметтері де, бақылаушы органдар, экологтар және халықаралық ұйымдар да АЭС төңірегіндегі радиациялық жағдайды зерттеу арқылы растайды.

Салқындату суы станция маңындағы су қоймасынан келеді. Сонымен бірге алынған судың табиғи температурасы бар, ал резервуарға қайта келетін су шамамен 10 ° C жоғары. Жылыту температурасына қатысты қатаң ережелер бар, олар жергілікті экожүйелерді есепке алу үшін одан әрі күшейтіледі, бірақ су қоймасының «жылулық ластануы» атом электр станцияларының қоршаған ортаға тигізетін ең елеулі зияны болуы мүмкін. Бұл кемшілік іргелі және жеңу мүмкін емес. Бұған жол бермеу үшін салқындату тоғандарымен бірге (немесе олардың орнына), салқындату мұнаралары.Олар үлкен диаметрлі конустық құбырлар түріндегі орасан зор құрылымдар. Салқындатқыш су конденсаторда қыздырылғаннан кейін салқындату мұнарасының ішінде орналасқан көптеген түтіктерге беріледі. Бұл түтіктердің шағын тесіктері бар, олар арқылы су ағып, салқындату мұнарасының ішінде «алып душты» құрайды. Құлаған су атмосфералық ауамен салқындатылады және бассейндегі салқындату мұнарасының астына жиналады, ол жерден конденсаторды салқындату үшін алынады. Салқындату мұнарасының үстінде судың булануы нәтижесінде ақ бұлт пайда болады.

Атом электр станцияларының радиоактивті шығарындылары 1-2 тапсырысРұқсат етілген (яғни рұқсат етілген қауіпсіз) мәндерден және АЭС учаскелеріндегі радионуклидтердің концентрациясынан төмен ШРК-дан миллиондаған есе және радиоактивтіліктің табиғи деңгейінен ондаған мың есе аз.

АЭС жұмысы кезінде қоршаған ортаға түсетін радионуклидтер негізінен бөліну өнімдері болып табылады. Олардың негізгі бөлігін периодтары қысқа инертті радиоактивті газдар (IRG) құрайды жартылай ыдырау мерзімісондықтан қоршаған ортаға айтарлықтай әсер етпейді (олар әрекет етуге уақыт болмай тұрып ыдырайды). Бөліну өнімдерінен басқа шығарындылардың бір бөлігі активтену өнімдері болып табылады (нейтрондардың әсерінен тұрақты атомдардан түзілетін радионуклидтер). Радиациялық әсер ету тұрғысынан маңызды болып табылады ұзақ өмір сүретін радионуклидтер(JN, негізгі доза түзетін радионуклидтер: цезий-137, стронций-90, хром-51, марганец-54, кобальт-60) және йодтың радиоизотоптары(негізінен йод-131). Бұл ретте олардың АЭС шығарындыларындағы үлесі өте мардымсыз және пайыздың мыңнан бір бөлігін құрайды.

1999 жылдың нәтижелері бойынша атом электр станцияларынан радионуклидтердің шығарындылары инертті радиоактивті газдар бойынша уран-графитті реакторлар үшін рұқсат етілген мәндердің 2,8% және VVER және BN үшін 0,3% аспады. Ұзақ өмір сүретін радионуклидтер үшін шығарындылар уран-графит реакторлары үшін рұқсат етілген шығарындылардың 1,5% және VVER және BN үшін 0,3%, йод-131 үшін сәйкесінше 1,6% және 0,4% аспады.

Атом энергиясының пайдасына маңызды дәлел отынның жинақылығы болып табылады. Дөңгелектелген есептеулер мынадай: 1 кг отыннан 1 кВт/сағ электр энергиясын, 1 кг көмірден 3 кВт/сағ, 1 кг мұнайдан 4 кВт/сағ, 1 кг ядролық отыннан (төмен байытылған уран) 300 000 кВт/сағ электр энергиясын алуға болады. h.

А әлсіз қуат блогы 1 ГВт қуаты жылына шамамен 30 тонна төмен байытылған уранды тұтынады (яғни шамамен жылына бір көлік).Сол қуаттың бір жыл жұмыс істеуін қамтамасыз ету көмір электр станциясы 3 млн тоннаға жуық көмір қажет (яғни, шамамен күніне бес пойыз).

Ұзақ өмір сүретін радионуклидтердің бөлінуі көмірмен немесе мұнаймен жұмыс істейтін электр станцияларыбірдей қуаттылықтағы атом электр станцияларынан орта есеппен 20-50 (кейбір бағалаулар бойынша 100) есе жоғары.

Көмір және басқа да қазбалы отын құрамында калий-40, уран-238, торий-232 бар, олардың әрқайсысының меншікті белсенділігі бірнеше бірліктен бірнеше жүз Бк/кг-ға дейін (және, тиісінше, радий-226 сияқты олардың радиоактивті қатарының мүшелері) , радий -228, қорғасын-210, полоний-210, радон-222 және басқа радионуклидтер). Биосферадан жердің тау жыныстарының қалыңдығында оқшауланған, көмір, мұнай, газ жанған кезде олар атмосфераға шығарылады. Сонымен қатар, бұл негізінен ішкі әсер ету тұрғысынан ең қауіпті альфа-активті нуклидтер. Көмірдің табиғи радиоактивтілігі әдетте салыстырмалы түрде төмен болғанымен, саныөндірілген энергия бірлігіне жұмсалатын отын орасан зор.

Көмірмен жұмыс істейтін электр станциясының маңында тұратын халыққа әсер ету дозасының нәтижесінде (түтін шығарындыларын тазарту дәрежесі 98-99% деңгейінде) КөбірекАЭС маңындағы халықтың экспозициялық дозаларынан 3-5 рет.

Атмосфераға шығарындылардан басқа, көмір зауыттарының қалдықтары шоғырланған жерлерде радиациялық фонның айтарлықтай жоғарылауы байқалатынын, бұл шекті рұқсат етілген мөлшерден асатын дозаларға әкелетінін ескеру қажет. Көмірдің табиғи белсенділігінің бір бөлігі күлде шоғырланған, ол электр станцияларында көп мөлшерде жиналады. Бұл ретте Канско-Ачинск кен орнының күл сынамаларында 400 Бк/кг-ден астам деңгейлер байқалады. Донбасс көмірінің күлінің радиоактивтілігі 1000 Бк/кг-нан асады. Ал бұл қалдықтар қоршаған ортадан оқшауланбайды. Көмірді жағудан ГВт-жылдық электр энергиясын өндіру қоршаған ортаға жүздеген ГБк белсенділікті (негізінен альфа) шығарады.

«Мұнай мен газдың радиациялық сапасы» сияқты ұғымдар салыстырмалы түрде жақында қатты назар аудара бастады, ал олардың құрамындағы табиғи радионуклидтер (радий, торий және т.б.) айтарлықтай мәндерге жетуі мүмкін. Мысалы, табиғи газдағы радон-222 көлемдік белсенділігі орта есеппен 300-ден 20 000 Бк / м 3-ке дейін, максималды мәндері 30 000-50 000 дейін. Ал Ресейде жылына 600 миллиардқа жуық осындай текше метр өндіріледі.

Осыған қарамастан, атом электр станцияларынан да, жылу электр станцияларынан да радиоактивті шығарындылар халықтың денсаулығына елеулі зардаптарға әкелмейтінін атап өткен жөн. Тіпті көмірмен жұмыс істейтін электр станциялары үшін бұл үшінші дәрежелі экологиялық фактор болып табылады, ол басқаларға қарағанда маңыздылығы жағынан айтарлықтай төмен: химиялық және аэрозольдік шығарындылар, қалдықтар және т.б.

ҚОСЫМША H

Болашақ атом электр станциясы үшін АМ реакторын құру туралы ұсыныс алғаш рет 1949 жылы 29 қарашада атом жобасының ғылыми жетекшісі И.В. Курчатов, Физикалық мәселелер институтының директоры А.П. Александров, НИИХимаш директоры Н.А. Доллежал мен саланың НТС ғылыми хатшысы Б.С. Поздняков. Отырыс CCGT-тің 1950 жылға арналған ғылыми-зерттеу жоспарына «жалпы жылу шығару қуаты 300 бірлік, тиімді қуаты шамамен 50 бірлік энергетикалық мақсаттарға арналған шағын өлшемдері бар байытылған уран реакторының жобасын» графитпен және су салқындатқыш. Бұл ретте жедел түрде осы реакторда физикалық есептеулер мен эксперименттік зерттеулер жүргізу туралы тапсырма берілді.

Кейінірек И.В. Курчатов пен А.П. Завенягин басым құрылыс үшін АМ реакторын таңдауды басқа қондырғыларға қарағанда әдеттегі қазандық тәжірибесінің тәжірибесін пайдалана алатындығымен түсіндірді: қондырғының жалпы салыстырмалы қарапайымдылығы құрылыстың құнын жеңілдетеді және төмендетеді.

Осы кезеңде әртүрлі деңгейлерде энергетикалық реакторларды пайдалану нұсқалары талқылануда.

ЖОБА

Кеме электр станциясының реакторын жасаудан бастаған жөн деп саналды. Осы реактордың дизайнын негіздеу және «ядролық қондырғылардың ядролық реакцияларының жылуын механикалық және электр энергиясына айналдырудың практикалық мүмкіндігін ... принципті түрде растау» үшін Обнинскіде, аумағында салу туралы шешім қабылданды. «V зертханасы», үш реактор қондырғысы бар атом электр станциясы, оның ішінде бірінші АЭС реакторы болған АМ станциясы).

КСРО Министрлер Кеңесінің 1950 жылғы 16 мамырдағы қаулысымен АМ-да ҒЗТКЖ жүргізу ЛИПАН (И.В. Курчатов институты), НИИХиммаш, ГСПИ-11, ВТИ)-ға тапсырылды. 1950 жылы - 1951 жылдың басында. бұл ұйымдар алдын ала есептеулерді (П.Е.Немировский, С.М.Файнберг, Ю.Н.Занков), алдын ала жобалау зерттеулерін және т.б. жүргізді, содан кейін бұл реактордағы барлық жұмыстар И.В. Курчатов, «Б» зертханасына ауыстырылды. Ғылыми жетекші, бас конструктор болып тағайындалған – Н.А. Доллежал.

Жоба реактордың келесі параметрлерін қарастырды: жылу қуаты 30 мың кВт, электр қуаты - 5 мың кВт, реактор түрі - графит модераторы бар жылу нейтронды реактор және табиғи сумен салқындату.

Осы уақытқа дейін елде осы типтегі реакторларды (бомба материалын өндіруге арналған өнеркәсіптік реакторлар) жасау тәжірибесі болды, бірақ олар АМ реакторын қамтитын электр станцияларынан айтарлықтай ерекшеленді. Қиындықтар АМ реакторында салқындатқыш сұйықтықтың жоғары температурасын алу қажеттілігімен байланысты болды, содан кейін осы температураға төтеп бере алатын, коррозияға төзімді, нейтрондарды көп мөлшерде сіңірмейтін, жаңа материалдар мен қорытпаларды іздеу қажет болды. т.б. АМ реакторы бар АЭС құрылысының бастамашылары үшін бұл мәселелер әу бастан-ақ белгілі болды, мәселе оларды қаншалықты тез және қаншалықты сәтті еңсеруге болатыны туралы болды.

ЕСЕПТІЛЕР ЖӘНЕ СТАНДАРТ

АМ бойынша жұмыс «Б» зертханасына тапсырылған кезде жоба тек жалпылама түрде анықталды. Шешілетін көптеген физикалық, техникалық және технологиялық мәселелер болды және реактордағы жұмыс алға жылжыған сайын олардың саны артты.

Ең алдымен, бұл реактордың физикалық есептеулеріне қатысты, ол үшін қажетті көптеген деректерсіз жүргізілуі керек еді. «V» зертханасында Д.Ф. Зарецкий, ал негізгі есептеулер тобы М.Е. Минашина кафедрасында А.К. Красин. М.Е. Минашинді көптеген тұрақтылар үшін нақты мәндердің жоқтығы ерекше алаңдатты. Оларды өлшеуді орнында ұйымдастыру қиынға соқты. Оның бастамасы бойынша олардың кейбіреулері негізінен LIPAN жүргізген өлшеулер есебінен және бірнешеу «В» зертханасында біртіндеп толықтырылды, бірақ жалпы есептелген параметрлердің жоғары дәлдігіне кепілдік беру мүмкін болмады. Сондықтан, 1954 жылдың ақпан айының аяғында - наурыз айының басында АМФ стенді құрастырылды - АМ реакторының сыни құрастыруы, бұл есептердің қанағаттанарлық сапасын растады. Жинақ нақты реактордың барлық жағдайын жасай алмаса да, нәтижелер сәттілікке үмітті қолдады, бірақ көптеген күмәндар болды.

1954 жылы 3 наурызда осы стендте алғаш рет Обнинск қаласында уранның бөлінуінің тізбекті реакциясы жүргізілді.

Бірақ тәжірибелік деректер үнемі нақтыланып отыратынын ескере отырып, есептеу әдістемесі реактор іске қосылғанға дейін жетілдірілді, реактордың отын жүктемесінің мәнін, стандартты емес режимдердегі реактордың әрекетін, параметрлерін зерттеу жалғасты. сіңіретін өзектердің және т.б. есептелді.

TVEL ҚҰРУ

Тағы бір маңызды тапсырмамен - отын элементін (отын элементін) жасау - В.А. Малых және «V» зертханасының технологиялық бөлімінің қызметкерлері. Жанармай элементін әзірлеуге бірнеше байланысты ұйымдар қатысты, бірақ тек В.А. Шағын, жоғары өнімділік көрсетті. Жобалық ізденіс 1952 жылдың аяғында отын элементінің жаңа түрін (магний матрицасында уран-молибден түйірлерінің дисперсиялық құрамымен) әзірлеумен аяқталды.

Отын элементінің бұл түрі реактордың сенімді жұмысын қамтамасыз ету үшін өте маңызды болып табылатын алдын ала реактор сынақтары кезінде оларды қабылдамауға мүмкіндік берді (бұл үшін V зертханада арнайы орындықтар жасалды). Нейтрондық ағындағы жаңа отын элементінің тұрақтылығы MR реакторында LIPAN-да зерттелді. НИИхиммаш реактордың жұмыс каналдарын әзірледі.

Осылайша, біздің елімізде алғаш рет, бәлкім, жаңадан пайда болған атом энергетикасының ең маңызды және ең күрделі мәселесі - отын элементін құру шешілді.

ҚҰРЫЛЫС

1951 жылы «В» зертханасында АМ реакторында ғылыми-зерттеу жұмыстарының басталуымен бір мезгілде оның аумағында атом электр станциясы ғимаратының құрылысы басталды.

Құрылыс бастығы болып П.И. Захаров, нысанның бас инженері -.

Д.И. Блохинцев, «АЭС ғимаратының маңызды бөліктерінде ядролық сәулеленуден биологиялық қорғауды қамтамасыз ету үшін темірбетон монолиттен жасалған қалың қабырғалары болды. Қабырғаларға құбырлар, кабельдік каналдар, желдету және т.б. Өзгерістер енгізу мүмкін болмағаны анық, сондықтан ғимаратты жобалау кезінде, мүмкін болса, өзгерістерді күтумен резервтер қарастырылды. Жабдықтардың жаңа түрлерін жасау және ғылыми-зерттеу жұмыстарын орындау үшін «сыртқы ұйымдарға» - институттарға, конструкторлық бюроларға және кәсіпорындарға ғылыми-техникалық тапсырмалар берілді. Көбінесе бұл тапсырмалардың өзі аяқталмады және дизайн алға жылжыған сайын нақтыланып, толықтырылды. Негізгі инженерлік-конструкторлық шешімдер ... Н.А. Доллежал мен оның ең жақын көмекшісі П.И. Алещенков...»

Бірінші атом электр станциясының құрылысы бойынша жұмыс стилі жылдам шешім қабылдаумен, даму жылдамдығымен, бастапқы зерттеулердің белгілі бір тереңдігімен және қабылданған техникалық шешімдерді нақтылау жолдарымен, баламалы және сақтандыру салаларын кеңінен қамтумен сипатталды. . Үш жылдың ішінде алғашқы атом электр станциясы салынды.

БАСТАУ

1954 жылдың басында әртүрлі станциялық жүйелерді сынау және сынау басталды.

1954 жылы 9 мамырда «Б» зертханасында АЭС реакторының өзегін отын арналарымен тиеу басталды. 61-ші отын арнасын енгізу кезінде 19:40-та сыни жағдайға жетті. Реакторда уран ядроларының ыдырауының тізбекті өздігінен жүретін реакциясы басталды. Атом электр станциясының физикалық іске қосылуы өтті.

Іске қосуды еске түсіре отырып, ол былай деп жазды: «Бірте-бірте реактордың қуаты артып, ақырында, реактордан бу берілетін ЖЭО ғимаратының маңында біз клапаннан қатты ысқырған ағынды көрдік. Кәдімгі будың ақ бұлты, оның үстіне турбинаны айналдыруға әлі ыстық емес, бізге ғажайып болып көрінді: бұл атом энергиясынан шыққан алғашқы бу. Оның келбеті құшақтасып, «жеңіл бумен» құттықтауға және тіпті қуаныштан көз жасына себеп болды. Біздің қуанышымызды И.В. Сол күндері жұмысқа қатысқан Курчатов. 12 атм қысыммен буды алғаннан кейін. ал 260 °С температурада жобаға жақын жағдайларда және 1954 жылы 26 маусымда кешкі ауысымда сағат 17:00-де атом электр станциясының барлық қондырғыларын зерттеуге мүмкіндік туды. 45 мин., турбогенераторға бу беретін клапан ашылды және ол атом қазандығынан электр энергиясын өндіре бастады. Әлемдегі бірінші атом электр станциясы өнеркәсіптік жүктемеге түсті».

«Кеңес Одағында ғалымдар мен инженерлердің күш-жігерімен пайдалы қуаты 5000 киловатт болатын бірінші өнеркәсіптік атом электр станциясының жобасы мен құрылысы сәтті аяқталды. 27 маусымда атом электр станциясы іске қосылып, іргелес аудандардың өнеркәсібі мен ауыл шаруашылығын электр қуатымен қамтамасыз етті.

Іске қосылғанға дейін де АМ реакторында тәжірибелік жұмыстардың бірінші бағдарламасы дайындалып, зауыт жабылғанға дейін ол нейтронды-физикалық зерттеулер, қатты дене физикасы бойынша зерттеулер, реакторларды сынау жүргізілетін негізгі реакторлық базалардың бірі болды. жанармай штангалары, EGC, изотоп өнімдерінің өндірісі және т.б.. АЭС-те алғашқы атомдық сүңгуір қайықтардың, «Ленин» атомдық мұзжарғышының экипаждары, кеңестік және шетелдік атом электр станцияларының қызметкерлері оқытылды.

Институттың жас кадрлары үшін атом электр станциясының іске қосылуы жаңа күрделі мәселелерді шешуге дайындықтың алғашқы сынағы болды. Жұмыстың алғашқы айларында жекелеген агрегаттар мен жүйелер ретке келтірілді, реактордың физикалық сипаттамалары, жабдықтың және бүкіл станцияның жылу режимі жан-жақты зерттелді, әртүрлі құрылғылар пысықталды және түзетілді. 1954 жылдың қазан айында станция жобалық қуатына жеткізілді.

«ЛОНДОН, 1 шілде (ТАСС). КСРО-дағы алғашқы өнеркәсіптік атом электр станциясының іске қосылғаны туралы хабарландыру ағылшын баспасөзінде кеңінен атап өтілді, деп жазады The Daily Worker газетінің мәскеулік тілшісі бұл тарихи оқиғаның «бірінші атом бомбасының тасталуынан гөрі өлшеусіз үлкен мәні бар. Хиросима.

ПАРИЖ, 1 шілде (ТАСС). Agence France-Presse агенттігінің Лондондағы тілшісінің хабарлауынша, КСРО-да атом энергиясымен жұмыс істейтін әлемдегі бірінші өнеркәсіптік электр стансасының пайдалануға берілгені туралы хабар Лондондық атом мамандарының топтарында үлкен қызығушылықпен қарсы алынды. Англия, деп жалғастырды тілші, Кальдерхоллда атом электр станциясын салуда. Ол 2,5 жылдан ерте емес қызметке кіре алады деп саналады ...

ШАНХАЙ, 1 шілде (ТАСС). Кеңестік атом электр станциясының іске қосылуына жауап бере отырып, Токио радиосы: АҚШ пен Англия да атом электр станцияларын салуды жоспарлап отыр, бірақ олардың құрылысын 1956-1957 жылдары аяқтауды жоспарлап отыр. Атом энергиясын бейбіт мақсатта пайдалануда Кеңес Одағының Англия мен Америкадан озып кетуі атом энергетикасы саласында кеңес ғалымдарының үлкен жетістіктерге жеткенін көрсетеді. Ядролық физика саласындағы көрнекті жапон сарапшыларының бірі, профессор Йосио Фудзиока КСРО-да атом электр стансасының іске қосылуы туралы хабарландыруға түсініктеме бере отырып, бұл «жаңа дәуірдің» бастауы екенін айтты.

Атом электр станциялары жыл сайын дүние жүзінде өндірілетін электр энергиясының 10,7%-ын өндіреді. Олар жылу электр станциялары мен су электр станцияларымен қатар адамзатты жарық пен жылумен қамтамасыз етіп, электр құрылғыларын пайдалануға мүмкіндік беріп, өмірімізді ыңғайлы әрі жеңілдету жолында еңбек етуде. Дәл қазір «Атом электр станциясы» деген сөздер жаһандық апаттар мен жарылыстармен байланысты болғаны солай болды. Қарапайым тұрғындардың атом электр стансасының жұмысы мен оның құрылымы туралы шамалы ғана түсінігі жоқ, бірақ ең бейхабар адамдардың өзі Чернобыль мен Фукусимадағы оқиғаларды естіп, үрейленді.

Атом электр станциясы дегеніміз не? Олар қалай жұмыс істейді? Атом электр станциялары қаншалықты қауіпті? Сыбыс пен мифтерге сенбеңіз, анықтап алайық!

Атом электр станциясы дегеніміз не?

1945 жылы 16 шілдеде АҚШ-тағы әскери полигонда алғаш рет уран ядросынан энергия алынды. Көптеген адам шығынын әкелген атом бомбасының ең қуатты жарылысы заманауи және абсолютті бейбіт электр көзінің прототипі болды.

Алғаш рет электр энергиясы 1951 жылы 20 желтоқсанда АҚШ-тың Айдахо штатында ядролық реактор арқылы алынды. Жұмыс қабілеттілігін тексеру үшін генератор 4 қыздыру шамына қосылды және күтпеген жерден шамдар жанды. Осы сәттен бастап адамзат атом реакторының энергиясын электр энергиясын өндіруге пайдалана бастады.

1954 жылы КСРО-ның Обнинск қаласында дүние жүзіндегі бірінші атом электр станциясы іске қосылды. Оның қуаты небәрі 5 мегаватт болатын.

Атом электр станциясы дегеніміз не? Атом электр станциясы – ядролық реактордың көмегімен энергия өндіретін ядролық қондырғы. Ядролық реактор ядролық отынмен, көбінесе уранмен жұмыс істейді.

Ядролық қондырғының жұмыс істеу принципі уран нейтрондарының бөліну реакциясына негізделген, олар бір-бірімен соқтығысқан жаңа нейтрондарға бөлінеді, олар өз кезегінде соқтығысады және де бөлінеді. Мұндай реакция тізбекті реакция деп аталады және ол атом энергетикасының негізінде жатыр. Бұл бүкіл процесс суды өте ыстық күйге (320 градус Цельсий) дейін қыздыратын жылуды тудырады. Содан кейін су буға айналады, бу турбинаны айналдырады, ол электр генераторын басқарады, ол электр энергиясын шығарады.

Қазір атом электр станцияларының құрылысы қарқынды жүргізілуде. Дүние жүзіндегі АЭС санының өсуінің негізгі себебі – қазбалы отын қорының шектеулілігі, қарапайым сөзбен айтқанда, газ және мұнай қоры таусылып барады, олар өнеркәсіптік және коммуналдық қажеттіліктерге қажет, ал уран мен плутоний. АЭС үшін отын болып табылады, аз қажет, оның қоры әлі де жеткілікті.

Атом электр станциясы дегеніміз не? Бұл тек электр және жылу емес. Атом электр станциялары электр энергиясын өндірумен қатар суды тұзсыздандыру үшін де қолданылады. Мысалы, Қазақстанда осындай атом электр станциясы бар.

Атом электр станцияларында қандай отын қолданылады

Іс жүзінде атом электр станцияларында ядролық электр энергиясын өндіруге қабілетті бірнеше заттарды қолдануға болады, қазіргі заманғы атом электр станциясының отыны уран, торий және плутоний болып табылады.

Торий отыны қазіргі уақытта атом электр станцияларында пайдаланылмайды,өйткені оны отын элементтеріне, қысқа отын элементтеріне айналдыру қиынырақ.

Жанармай штангалары - ядролық реактордың ішіне орналастырылған металл түтіктер.Отын элементтерінің ішінде радиоактивті заттар бар. Бұл түтіктерді ядролық отынды сақтайтын қоймалар деп атауға болады. Торийді сирек қолданудың екінші себебі - атом электр станцияларында қолданғаннан кейін оны күрделі және қымбат өңдеу.

Плутоний отыны да атом энергетикасында пайдаланылмайды, өйткені. бұл зат әлі дұрыс қолдануды үйренбеген өте күрделі химиялық құрамға ие.

уран отыны

Атом станцияларында энергия өндіретін негізгі зат – уран.Бүгінгі таңда уран үш жолмен өндіріледі: ашық әдіспен, жабық шахталармен және жерасты сілтісіздігімен, шахталарды бұрғылау арқылы. Соңғы жолы әсіресе қызықты. Уранды сілтісіздендіру арқылы алу үшін жер асты ұңғымаларына күкірт қышқылының ерітіндісін құйып, оны уранмен қанықтырып, кері айдайды.

Дүние жүзіндегі ең үлкен уран қоры Австралияда, Қазақстанда, Ресейде және Канадада. Ең бай кен орындары Канада, Заир, Франция және Чехияда. Бұл елдерде бір тонна кеннен 22 келіге дейін уран шикізаты алынады. Салыстыру үшін, Ресейде бір тонна кеннен бір жарым келіден сәл артық уран алынады.

Уран өндіру орындары радиоактивті емес. Таза түрінде бұл зат адамдар үшін аса қауіпті емес, уранның табиғи ыдырауы кезінде пайда болатын радиоактивті түссіз радон газы әлдеқайда қауіпті.

Руда түрінде уранды атом электр станцияларында қолдануға болмайды, ол ешқандай реакция бере алмайды. Біріншіден, уран шикізаты ұнтақ – уран оксиді болып өңделеді, одан кейін уран отынына айналады. Уран ұнтағы металл «таблеткаларға» айналады - ол 1500 градус Цельсийден асатын өте жоғары температурада бір тәулік бойы күйдірілетін кішкентай, ұқыпты конустарға сығымдалады. Дәл осы уран түйіршіктері ядролық реакторларға түседі, олар бір-бірімен әрекеттесе бастайды және, сайып келгенде, адамдарға электр энергиясын береді.
Бір ядролық реакторда 10 миллионға жуық уран түйіршіктері бір уақытта жұмыс істейді.
Әрине, уран түйіршіктері дәл осылай реакторға тасталмайды. Оларды цирконий қорытпаларынан жасалған металл түтіктерге – отын элементтеріне орналастырады, түтіктер бір-бірімен байламдармен байланысып, отын тораптарын – отын тораптарын құрайды. Бұл атом электр станциясының отыны деп атауға болатын отын жинақтары.

АЭС отын өңдеу

Бір жылдай пайдаланғаннан кейін ядролық реакторлардағы уранды өзгерту керек. Отын элементтері бірнеше жылдар бойы салқындатылып, кесуге және ерітуге жіберіледі. Химиялық экстракция нәтижесінде уран мен плутоний бөлінеді, олар қайта пайдаланылады және жаңа ядролық отын алу үшін пайдаланылады.

Уран мен плутонийдің ыдырау өнімдері иондаушы сәулелену көздерін өндіру үшін қолданылады. Олар медицинада және өнеркәсіпте қолданылады.

Осы манипуляциялардан кейін қалғанның бәрі қызып тұрған пешке жіберіледі және қалдықтардан әйнек қайнатылады, содан кейін ол арнайы қоймаларда сақталады. Неліктен шыны? Одан қоршаған ортаға зиянын тигізетін радиоактивті элементтердің қалдықтарын алу өте қиын болады.

Атом электр станциясының жаңалықтары – жақында пайда болған радиоактивті қалдықтарды кәдеге жаратудың жаңа тәсілі. Қайта өңделген ядролық отын қалдықтарында жұмыс істейтін жылдам ядролық реакторлар немесе жылдам нейтронды реакторлар деп аталатындар жасалды. Ғалымдардың айтуынша, қазір қоймаларда сақталған ядролық отын қалдықтары 200 жыл бойы жылдам нейтронды реакторларды отынмен қамтамасыз етуге қабілетті.

Сонымен қатар, жаңа жылдам реакторлар 238 ураннан жасалған уран отынында жұмыс істей алады, бұл зат кәдімгі атом электр станцияларында қолданылмайды, өйткені. қазіргі атом электр станцияларына 235 және 233 уранды өңдеу оңайырақ, оның табиғатта көп бөлігі жоқ. Осылайша, жаңа реакторлар – бұрын ешкім пайдаланбаған 238 уранның орасан кен орындарын пайдалану мүмкіндігі.

Атом электр станциясы қалай салынады?

Атом электр станциясы дегеніміз не? Көпшілігіміз теледидардан ғана көрген сұрғылт ғимараттардың бұл несі? Бұл құрылымдар қаншалықты берік және қауіпсіз? Атом электр станциясының құрылымы қандай? Кез келген атом электр станциясының негізінде реактор ғимараты, оның жанында машина бөлмесі мен қауіпсіздік корпусы орналасқан.

АЭС құрылысы нормаларға, ережелерге және радиоактивті заттармен жұмыс істейтін объектілерге қойылатын қауіпсіздік талаптарына сәйкес жүзеге асырылады. Атом электр станциясы мемлекеттің толыққанды стратегиялық нысаны болып табылады. Сондықтан реактор ғимаратындағы қабырғалар мен темірбетон арматура құрылымдарын төсеу қалыңдығы стандартты құрылымдарға қарағанда бірнеше есе көп. Осылайша, атом электр станцияларының үй-жайлары 8 балдық жер сілкінісі, торнадо, цунами, торнадо және ұшақ апатына төтеп бере алады.

Реактор ғимараты күмбезбен жабылған, ол ішкі және сыртқы бетон қабырғалармен қорғалған. Ішкі бетон қабырғасы болат қаңылтырмен жабылған, ол апат болған жағдайда жабық ауа кеңістігін құруға және ауаға радиоактивті заттарды шығармауға тиіс.

Әрбір атом электр станциясының пайдаланылған отын қоры бар. Онда уақытын өтеген уран түйіршіктері қойылған. Уран отыны реактордан шығарылғаннан кейін ол өте радиоактивті болып қалады, отын элементтерінің ішіндегі реакциялардың жүруін тоқтату үшін 3 жылдан 10 жылға дейін уақыт қажет (отын орналасқан реактор құрылғысына байланысты). . Салқындату бассейндерінде уран түйіршіктері салқындап, олардың ішіндегі реакциялар тоқтайды.

Атом электр стансасының технологиялық схемасы немесе қарапайымырақ айтқанда, атом электр станциясының схемасы бірнеше типті болуы мүмкін, сондай-ақ атом электр станциясының сипаттамалары мен атом электр станциясының жылу схемасы, ол электр энергиясын өндіру процесінде қолданылатын ядролық реактордың түрі.

жүзбелі атом электр станциясы

Біз атом электр станциясының не екенін бұрыннан білеміз, бірақ атом электр станциясын алып, оны жылжымалы ету ресейлік ғалымдардың ойына келді. Бүгінгі таңда жоба аяқталуға жақын. Олар бұл жобаны қалқымалы атом электр станциясы деп атады. Жоспарланғандай, қалқымалы атом электр станциясы екі жүз мың адамға дейін халқы бар қаланы электр қуатымен қамтамасыз ете алады. Оның басты артықшылығы - теңіз арқылы қозғалу мүмкіндігі. Қозғалуға қабілетті атом электр станциясының құрылысы қазір тек Ресейде жүргізілуде.

АЭС жаңалықтары - Ресейдің Чукотка автономиялық округінде орналасқан Певек порт қаласын энергиямен қамтамасыз етуге арналған әлемдегі алғашқы жүзбелі атом электр станциясының жақын арада іске қосылуы. Алғашқы жүзбелі атом электр станциясы «Академик Ломоносов» деп аталады, Санкт-Петербургте шағын атом электр станциясы салынып жатыр және 2016-2019 жылдары іске қосылады деп жоспарлануда. 2015 жылы суда жүзетін атом электр станциясының тұсаукесері өтті, содан кейін құрылысшылар ФАПП-тың дайын жобасын ұсынды.

Қалқымалы атом электр станциясы теңізге шығу мүмкіндігі бар ең шалғай қалаларды электр қуатымен қамтамасыз етуге арналған. «Академик Ломоносов» ядролық реакторы жердегі атом электр стансалары сияқты қуатты емес, оның қызмет ету мерзімі 40 жыл, яғни шағын Певек тұрғындары жарты ғасырға жуық электр энергиясының тапшылығынан зардап шекпейді. .

Қалқымалы атом электр станциясын жылу мен электр энергиясының көзі ретінде ғана емес, суды тұщыту үшін де пайдалануға болады. Есептеулер бойынша тәулігіне 40-тан 240 текше метрге дейін тұщы су шығара алады.
Қалқымалы атом электр станциясының бірінші блогының құны 16,5 миллиард рубль болды, көріп отырғанымыздай, атом электр станцияларын салу арзан рахат емес.

АЭС қауіпсіздігі

1986 жылғы Чернобыль апаты мен 2011 жылғы Фукусима апатынан кейін атом электр станциясы деген сөздер адамдарда үрей мен үрей тудырды. Шындығында, қазіргі атом электр станциялары соңғы технологиямен жабдықталған, арнайы қауіпсіздік ережелері әзірленген және жалпы атом электр станцияларын қорғау 3 деңгейден тұрады:

Бірінші деңгейде АЭС-тің қалыпты жұмысын қамтамасыз ету керек. Атом электр стансасының қауіпсіздігі көп жағдайда атом электр станциясын орналастыру үшін дұрыс таңдалған орынға, жақсы жасалған жобаға және ғимаратты салу кезінде барлық шарттарды орындауға байланысты. Барлығы ережелерге, қауіпсіздік нұсқауларына және жоспарларға сәйкес болуы керек.

Екінші деңгейде АЭС қалыпты жұмысының апатты жағдайға өтуіне жол бермеу маңызды. Ол үшін реакторлардағы температура мен қысымды бақылайтын және көрсеткіштердегі ең аз өзгерістер туралы хабарлайтын арнайы құрылғылар бар.

Егер бірінші және екінші қорғаныс деңгейлері жұмыс істемесе, үшінші қолданылады - төтенше жағдайға тікелей әрекет ету. Датчиктер апатты түзетеді және оған өздері әрекет етеді – реакторлар тоқтатылады, радиация көздері локализацияланады, ядро ​​салқындатылады және апат туралы хабарланады.

Әрине, атом электр станциясы құрылыс сатысында да, пайдалану кезеңінде де қауіпсіздік жүйесіне ерекше назар аударуды қажет етеді. Қатаң ережелерді сақтамау өте ауыр зардаптарға әкелуі мүмкін, бірақ бүгінде атом электр станцияларының қауіпсіздігі үшін жауапкершіліктің басым бөлігі компьютерлік жүйелерге жүктеледі, ал адам факторы толығымен дерлік алынып тасталды. Қазіргі заманғы машиналардың жоғары дәлдігін ескере отырып, атом электр станцияларының қауіпсіздігіне сенімді болуға болады.

Мамандар тұрақты жұмыс істеп тұрған қазіргі атом электр станцияларында немесе оларға жақын жерде радиоактивті сәулеленудің үлкен дозасын алу мүмкін емес деп сендіреді. Айтпақшы, күн сайын алынған радиация деңгейін өлшейтін атом электр станциясының жұмысшылары да үлкен қалалардың қарапайым тұрғындарынан артық емес радиацияға ұшырайды.

ядролық реакторлар

Атом электр станциясы дегеніміз не? Бұл ең алдымен жұмыс істейтін ядролық реактор. Оның ішінде энергияны өндіру процесі жүреді. Отын жинақтары ядролық реакторға орналастырылады, онда уран нейтрондары бір-бірімен әрекеттеседі, онда олар жылуды суға береді және т.б.

Белгілі бір реактор ғимаратының ішінде келесі қондырғылар бар: су көзі, сорғы, генератор, бу турбинасы, конденсатор, деаэраторлар, тазартқыш, клапан, жылу алмастырғыш, реактордың өзі және қысым реттегіш.

Қай заттың құрылғыда модератор және салқындатқыш қызметін атқаратынына байланысты реакторлар бірнеше түрге бөлінеді. Қазіргі атом электр станциясында жылу нейтронды реакторлар болуы ықтимал:

  • су-су (нейтронды реттегіш және салқындатқыш ретінде қарапайым сумен);
  • графит-су (модератор - графит, салқындатқыш - су);
  • графит-газ (модератор - графит, салқындатқыш - газ);
  • ауыр су (модератор - ауыр су, салқындатқыш - қарапайым су).

АЭС тиімділігі және АЭС қуаты

Қысымды су реакторы бар атом электр станциясының жалпы ПӘК (тиімділігі) шамамен 33%, графит-су реакторында - шамамен 40%, ауыр су реакторында - шамамен 29% құрайды. Атом электр станциясының экономикалық тиімділігі ядролық реактордың тиімділігіне, реактор ядросының энергия сыйымдылығына, белгіленген қуаттың жылдық пайдалану коэффициентіне және т.б.

Атом электр станциясының жаңалықтары - ғалымдардың жақын арада атом электр станцияларының тиімділігін бір жарым есе, 50% дейін арттыру туралы уәдесі. Бұл ядролық реакторға тікелей орналастырылатын жанармай жинақтары немесе отын жинақтары цирконий қорытпаларынан емес, композиттен жасалған жағдайда болады. Атом электр станцияларының бүгінгі күнгі проблемалары цирконийдің жеткілікті ыстыққа төзімді еместігі, ол өте жоғары температура мен қысымға төтеп бере алмайды, сондықтан АЭС-тің ПӘК төмен, ал композиция Цельсий бойынша мың градустан жоғары температураға төтеп бере алады.

АҚШ, Франция және Ресейде композитті уран түйіршіктерінің қабығы ретінде пайдалану бойынша тәжірибелер жүргізілуде. Ғалымдар материалдың беріктігін арттыру және оны атом энергетикасына енгізу бойынша жұмыс жасауда.

Атом электр станциясы дегеніміз не? Атом электр станциялары дүние жүзіндегі электр қуаты болып табылады. Дүние жүзіндегі атом электр станцияларының жалпы электр қуаты 392 082 МВт құрайды. Атом электр станциясының сипаттамасы ең алдымен оның қуатына байланысты. Дүние жүзіндегі ең қуатты атом электр станциясы Францияда орналасқан, Сиво атом электр станциясының қуаты (әр блок) бір жарым мың МВт-тан (мегаватт) асады. Басқа атом электр станцияларының қуаты шағын атом электр станцияларындағы 12 МВт-тан (Билибино АЭС, Ресей) 1382 МВт-қа дейін (Фламанвилль атом электр станциясы, Франция). Құрылыс сатысында қуаттылығы 1650 МВт Фламанвилл блогы, қуаттылығы 1400 МВт болатын Оңтүстік Корея Син-Кори атом электр станциялары тұр.

Атом электр станциясының құны

Атом электр станциясы, бұл не? Бұл да үлкен ақша. Бүгінгі күні адамдарға электр энергиясын өндірудің кез келген тәсілі қажет. Азды-көпті дамыған елдерде су, жылу және атом электр станциялары барлық жерде салынып жатыр. Атом электр станциясын салу оңай процесс емес, ол үлкен шығындар мен инвестицияны қажет етеді, көбінесе қаржы ресурстары мемлекеттік бюджеттен тартылады.

Атом электр станциясының құнына күрделі шығындар кіреді – аумақты дайындауға, құрылысқа, құрал-жабдықтарды іске қосуға кеткен шығындар (күрделі шығындардың көлемі шектен тыс, мысалы, бір атом электр станциясының бу генераторы 9 миллион доллардан асады). Сонымен қатар, атом электр станциялары операциялық шығындарды да талап етеді, оған отын сатып алу, оны кәдеге жарату және т.б.

Көптеген себептерге байланысты атом стансасының ресми құны тек болжам болып табылады, бүгінде атом станциясы шамамен 21-25 миллиард еуро тұрады. Бір ядролық блокты нөлден салу шамамен 8 миллион долларды құрайды. Орташа алғанда бір станцияның өзін-өзі ақтау мерзімі 28 жыл, қызмет ету мерзімі 40 жыл. Көріп отырғаныңыздай, атом электр станциялары - бұл өте қымбат рахат, бірақ біз білетіндей, олар біз үшін өте қажет және пайдалы.