что такое атомная энергетика
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Полезное
Смотреть что такое «АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА» в других словарях:
атомная энергетика — Отрасль энергетики, использующая ядерную энергию для целей электрификации и теплофикации. Как область науки и техники, разрабатывает методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую. [http://pripyat.forumbb.ru/viewtopic … Справочник технического переводчика
Атомная энергетика — Nuclear power отрасль энергетики, использующая ядерную энергию для целей электрификации и теплофикации. Как область науки и техники, разрабатывает методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую. Термины атомной… … Термины атомной энергетики
атомная энергетика — atominė energetika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. atomic power engineering vok. atomische Energetik, f rus. атомная энергетика, f pranc. énergétique atomique, f … Fizikos terminų žodynas
атомная энергетика — (ядерная энергетика), комплекс отраслей, связанных с использованием энергии ядерных реакций. Атомная энергия – это энергия внутриядерных связей в атомах. Первый тип реакций для выделения данного вида энергии в целях практического её применения… … Географическая энциклопедия
Атомная энергетика — … Википедия
Атомная энергетика Украины — Запорожская АЭС Атомная энергетика Украины отрасль украинской энергетики. По кол … Википедия
Атомная энергетика Индии — Индия одной из первых среди развивающихся стран приступила к практическому применению ядерной энергии в мирных целях. В области атомной технологии был создан полный цикл, включающий разведку, добычу, очистку и переработку ядерных материалов,… … Википедия
Атомная энергетика Китая — По состоянию на 2010 год, Китайская Народная Республика (не включая Тайвань) имеет 11 реакторов ядерной энергетики, было построено 4 отдельных АЭС: Дэй Бэйская АЭС, Циньшанская АЭС, Тяньваньская АЭС и Линг Ао; так же 25 станций находятся в стадии … Википедия
Вечная энергия. Как российские атомщики спасают планету и меняют мир
А томная промышленность появилась в нашей стране более 75 лет назад, моментально став одним из локомотивов ее развития. Сегодня «Росатом» генерирует около 20 процентов электрической энергии в России. Атомные станции дают свет в миллионы жилых домов, тысячи школ и сотни заводов. Но время не стоит на месте. В XXI веке атомная энергетика приобретает все большее значение на фоне глобального потепления и сокращения запасов природных ресурсов. Как российская атомная отрасль помогает решать вопросы экологии и сохранения климата? Будет ли создан неисчерпаемый источник энергии и какие технологии изменят атомную промышленность? Ответы на эти и другие вопросы — в первом тексте совместного проекта «Ленты.ру» и Homo Science.
Точкой отсчета истории российской атомной промышленности принято считать 1945 год. Именно тогда был создан специальный орган при Государственном комитете обороны СССР, отвечавший за работы по урану. Власти Союза быстро поняли: за атомной промышленностью будущее. В ее развитие тут же начали вкладывать огромные деньги и собирать лучших специалистов страны для работы на секретных проектах.
Результаты не заставили себя ждать — один за другим были реализованы сразу несколько прорывных проектов. В 1946 году впервые на Европейском континенте осуществлена самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана — произошло это в реакторе Ф-1. Руководил проектом лично Игорь Курчатов. А всего через три года на Семипалатинском полигоне прошли успешные испытания первого советского ядерного заряда («Изделия 501»). Так СССР стал полноценной ядерной державой.
Впрочем, уже тогда было понятно: атомная промышленность нужна не только для военных, но и для гражданских целей. В 1949 году Советы запускают первый в Европе исследовательский тяжеловодный реактор ТВР. Благодаря этому произошло множество открытий в физике и технике ядерных реакторов. А в 1954 году в Обнинске заработала первая в мире промышленная гражданская атомная электростанция, получившая реактор с говорящим названием АМ-1 — «атом мирный».
Во-первых, для жителя крупного города гораздо опаснее загрязнение воздуха от предприятий и углеродных электростанций, тогда как воздействие АЭС на окружающую среду в разы ниже.
Во-вторых, ядерные отходы, которые были получены за всю историю работы атомной отрасли США, где работает крупнейший в мире парк АЭС, можно было бы разместить в герметичных контейнерах высотой шесть метров, занимающих площадь размером с один футбольный стадион, так что их объемы не так велики, как кажется.
В-третьих, ядерные испытания запрещены и строго контролируются во всем мире. И как раз избыточный плутоний, извлеченный из ядерных боеголовок, сегодня перерабатывают для использования в качестве топлива для АЭС.
Вызовы XXI века
В отличие от солнечных и ветряных станций, у АЭС есть весомое преимущество: при сопоставимой мощности они занимают намного меньше места, чем ветропарки или солнечные станции.
Российская атомная промышленность нашла решение экологических проблем в концепции «зеленого квадрата», когда основными источниками энергии становятся солнце, ветер, вода и атом.
Российские АЭС, используемые вместо угольных или газовых станций, по оценкам, спасают планету от выбросов более 100 миллионов тонн парниковых газов. Это около семи процентов всех выбросов в России. В то же время в мировом масштабе АЭС предотвращают попадание в атмосферу миллиардов тонн парниковых газов.
В 2021 году «Росатом» вошел в первую пятерку рейтинга самых экологичных российских компаний по версии журнала Forbes. По словам генерального директора госкорпорации Алексея Лихачева, это стало возможным благодаря производству чистой атомной электроэнергии и развитию новых направлений.
Одним из них является вторичное использование отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). В настоящее время в мире за весь период работы всех АЭС накопилось около 290 тысяч тонн отработавшего ядерного топлива. Однако объемы накоплений отходов угольных ТЭЦ в разы больше — в России они оцениваются в 1,5 миллиарда тонн и занимают 28 тысяч гектаров территорий. Лишь малая часть этих отходов — менее десяти процентов — используется повторно.
В отличие от угля, урановое топливо не выгорает до конца и может применяться для изготовления нового. Реализация этой технологии позволяет организовать замкнутый цикл использования ядерного топлива. При такой технологии практически отсутствуют отходы, и атомная энергетика будет обеспечена топливом на столетия вперед. Фактически об атоме можно говорить как о возобновляемом источнике энергии.
Реакторы на быстрых нейтронах относятся к четвертому поколению АЭС. Пока немногие страны способны освоить эти технологии. Среди преимуществ нового поколения реакторов — меньшее количество отходов и возможность воспроизводства топлива.
Специальный представитель «Росатома» по международным и научно-техническим проектам Вячеслав Першуков отметил, что в России уже идет переход к реакторам четвертого поколения:
Реакторы на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем уже работают на Белоярской АЭС — БН-600 и БН-800, так что переход на четвертое поколение уже состоялся. А первый реактор со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-300 сооружается на площадке Сибирского химкомбината (СХК) в Северске
Однако для внедрения реакторов на быстрых нейтронах требуется доказать их экономическую целесообразность. По словам Першукова, они должны выйти на показатели стоимости электроэнергии ниже, чем у водо-водяных реакторов.
«Перед нами поставлена цель: выйти на 25-процентную долю атомной энергетики в энергобалансе страны. Но пока неясно, будет это обеспечено за счет новой (дополнительной) мощности, или атомные станции будут замещать углеродную генерацию — например, угольные блоки. Это зависит от темпов роста энергопотребления. К 2100 году мы ожидаем, что реакторы на быстрых нейтронах будут достаточно развиты, чтобы составлять основной парк атомной генерации», — объясняет Першуков.
Малый атом
Кроме строительства крупных АЭС, «Росатом» занимается еще одним важным направлением — атомными станциями малой мощности (АСММ). Подобно крупным АЭС, они не производят вредных выбросов в атмосферу и способны работать на земле и даже на воде. Их предназначение — генерация электроэнергии, выработка тепла и опреснение воды для удаленных населенных пунктов и промышленных объектов.
Россия имеет богатый опыт эксплуатации атомных станций малой мощности — Билибинская атомная теплоэлектроцентраль, действующая с 1974 года, обеспечивала электричеством около 80 процентов изолированной Чаун-Билибинской энергосистемы на Чукотке. В 2020 году ее начали выводить из эксплуатации, а в регионе заработала первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов».
Судно имеет две реакторные установки, способные вырабатывать до 76 мегаватт, — этого достаточно для обеспечения энергией города с населением до 100 тысяч человек.
В планах «Росатома» — строительство четырех модернизированных плавучих энергоблоков (МПЭБ) установленной мощностью не менее 106 мегаватт каждый, которые обеспечат электроэнергией Баимский горно-обогатительный комбинат, создаваемый для освоения крупнейшего по оцененным запасам месторождения меди и золота на постсоветском пространстве.
Реализация еще одного проекта по строительству станции малой мощности, но уже в наземном варианте, должна вскоре начаться в Якутии.
В настоящее время над технологиями АСММ работают не только в России. Аналогичные разработки ведут в США, Канаде и странах Европы, с которыми Россия вступает в конкуренцию за потенциальных заказчиков малых АЭС, имея преимущество в виде уже работающей плавучей АЭС.
Премьер-министр Чехии Андрей Бабиш назвал именно малые АЭС оптимальным решением для строительства атомных мощностей в стране. Власти и бизнес в АСММ по сравнению с крупными АЭС привлекают меньший объем капитальных затрат, более высокая скорость строительства, снижение рисков при строительно-монтажных работах, возможности модульной компоновки и тестирования новых технологий.
У России, уже имеющей готовые решения малых АЭС, в том числе ПАТЭС — уникальный в своем роде проект, есть все шансы завоевать значительную долю мирового рынка АСММ.
Деньги из ветра
В «Росатоме» работают и над ветряными электростанциями. Так, общая установленная мощность всех введенных на сегодняшний день ветропарков компании «НоваВинд», подразделения «Росатома», составляет 660 мегаватт электроэнергии. Всего же с ввода в эксплуатацию в марте 2020 года первого ветропарка — Адыгейской ВЭС — ветропарки «НоваВинд» поставили в единую сеть России один миллион мегаватт-часов. Ключевые компоненты для них производятся в России: предприятие в Волгодонске Ростовской области выпускает генераторы, гондолы, ступицы и основания ветряных башен. В своем классе российская гондола для ВЭС оказалась самой легкой и компактной в мире.
Ветряные электростанции можно строить в самых отдаленных уголках страны, без развитой инфраструктуры, что является их неоспоримым преимуществом. Ветроустановки способны работать до 20 лет, практически не требуя обслуживания, — все параметры ВЭС могут контролироваться дистанционно.
Большой интерес к чистой электроэнергии проявляют предприятия, импортирующие свою продукцию в Евросоюз, где ожидается введение углеродного налога, и филиалы западных компаний в России. Среди них — фабрика «Нестле Пурина ПетКер», с 2020 года получающая электроэнергию с Адыгейской ВЭС.
До 2027 года «Росатом» планирует ввести ветростанций общей мощностью 1,7 гигаватта. Госкорпорация будет предлагать зарубежным заказчикам сотрудничество по разработке проектов в области ветроэнергетики. По словам гендиректора «НоваВинда» Александра Корчагина, одной из первых стран, где возможно строительство ВЭС по российскому проекту, может стать Вьетнам.
Зеленый носитель
Переход к зеленым источникам энергии сделал чрезвычайно важной и разработку накопителей, которые могли бы хранить энергию и отдавать ее в случае необходимости. Например, солнечные панели вырабатывают энергию лишь в дневное время, а пик ее потребления наступает после захода солнца. Ветряные станции тоже зависят от внешних условий, поэтому им требуется накопитель.
Любые электростанции в своей работе привязаны к спросу: производство и потребление происходят в моменте. Развитие технологий хранения энергии позволит эту проблему решить. Сейчас «Росатом» планирует построить в Калининградской области завод по производству накопителей энергии. Речь о литий-ионных аккумуляторах, которые могут применяться в электротранспорте.
Кроме того, что он не наносит вреда окружающей среде и хорош для нужд энергетики тем, что его можно производить при избытке энергии и сжигать при недостатке. Поэтому популярность водорода как зеленого носителя сегодня растет.
Например, в Евросоюзе планируют увеличить производство водорода до 1 миллиона тонн в 2024 году и до 10 миллионов тонн — в 2030-м. На развитие чистого железнодорожного транспорта Евросоюз выделил около 2 миллиардов евро и более 20 миллиардов — на развитие чистого городского.
Атомная энергетика сегодня, типы реакторов и переход к экологически чистой энергии
реклама
реклама
реклама
Внутри активной зоны атомы урана расщепляются естественным образом. При этом часть мощной силы, связывающей атомы вместе, высвобождается в виде гамма-излучения, а также пары нейтронов. Пока нейтроны летят, вода действует как замедлитель. То есть она замедляет эти нейтроны, увеличивая вероятность того, что они будут взаимодействовать с другими атомами урана.
Если один из этих нейтронов поглощается атомом урана-235, этот атом становится нестабильным и расщепляется, высвобождая больше энергии и больше нейтронов. Этот каскад нейтронов и расщепляющихся атомов перерастает в цепную реакцию, в результате которой выделяется энергия, достаточная для питания города в течение десятилетий. Чтобы реакция не вышла из-под контроля и не расплавила активную зону, можно вставить управляющие стержни, поглощающие нейтроны и гасящие выход.
Все это включает в себя множество очень сложных физических моментов, но в результате получается «гигантский чайник», который нагревает воду. Эта горячая вода проходит через теплообменник и нагревает еще один контур воды для создания пара, который затем вращает турбину, которая приводит в действие генератор, вырабатывающий электричество.
реклама
Современные типы реакторов
Вот краткая информация о том, как работают основные типы реакторов, используемых сегодня. Следует иметь в виду, что некоторые из этих основных конструкций были разработаны еще в 1950-х годах и на протяжении более 60 лет постоянно совершенствовались, чтобы сделать их более безопасными и эффективными.
Pressurized Water Reactor
Наиболее распространенным типом реактора является реактор с водой под давлением (PWR), который первоначально был разработан в США для питания атомных подводных лодок, а в настоящее время используется в более чем 20 странах. Это конструкция, описанная выше, в которой вода используется и как замедлитель, и как теплоноситель.
В современных конструкциях реакторов PWR топливо обогащается примерно до 3,2 процента урана-235 и формируется в таблетки весом около 10 граммов, которые запечатываются в стержни из циркониевого сплава. Контейнер из нержавеющей стали, окружающий реактор, предназначен как для герметизации всех ядерных продуктов, так и для использования в качестве сосуда под давлением, который поддерживает жидкую воду при более высокой температуре, как в скороварке, для большей эффективности. Контейнер, в свою очередь, закрыт стальным и бетонным щитом, чтобы удержать содержимое реактора даже в случае расплавления.
В старых конструкциях реакторов PWR вода с теплоносителем выходила из защитного экрана и использовалась для выработки электроэнергии. Чтобы поддерживать активную зону реактора холодной, вода должна была постоянно активно прокачиваться. Оба варианта создавали проблемы с безопасностью, как это было во время катастрофы на острове Три-Майл, поэтому в более поздних реакторах использовалась серия контуров теплообменников и резервные пассивные системы циркуляции воды для поддержания охлаждения активной зоны даже в случае полной остановки.
Кипящий водо-водяной реактор (BWR)
Boiling water reactor
Следующий по распространенности реактор, известный как реактор с кипящей водой (BWR), является более простым и практически менее безопасным, чем PWR. Как следует из названия, воде в контуре теплоносителя дают возможность закипеть, и пар поступает непосредственно в турбину из защитной оболочки, а после повторной конденсации возвращается в реактор. Это обеспечивает большую вероятность радиоактивного заражения.
Схема кипящего водо-водяного реактора
Heavy Water Reactor
Улучшенный реактор с газовым охлаждением AGR
Для охлаждения в этих реакторах используется двуокись углерода. Поскольку прежний реактор Магнокс был предназначен в основном для производства плутония, он был не очень эффективен, поэтому был создан реактор AGR, который работает при более высокой температуре для лучшего производства пара и работы турбин.
Реактор большой мощности канальный
Реактор большой мощности канальный, РБМК был разработан в СССР примерно в то же время, что и Magnox, и имеет некоторые общие конструктивные особенности, хотя это совершенно другая машина. В РБМК используется очень мощная графитовая активная зона с водяным охлаждением, состоящая примерно из 1700 вертикальных каналов, содержащих оксид урана, обогащенный до 1,8 процента урана-235. Вода циркулирует под давлением и затем используется для выработки пара.
Хотя большое количество РБМК все еще работает в бывших странах СССР, их печально известная небезопасная конструкция была продемонстрирована Чернобыльской катастрофой в 1986 году, когда инженеры нарушили протоколы безопасности во время имитации испытания на отключение электроэнергии, в результате чего активная зона одного из реакторов комплекса была разорвана паром, после чего произошло возгорание графитового замедлителя.
Реакторы будущего
Как работает АЭС? Опасны ли атомные станции?
Многие люди в самом начале разговора об атомных станциях сразу начинают говорить о том, что это очень опасно и от них надо отказываться. Отчасти они правы, но их страхи сильно преувеличены. Для того, чтобы избавиться от такого стереотипа, надо просто понять, как работает станция и убедиться в том, что попадание радиоактивных элементов в окружающую среду просто невозможно. Конечно, если станция функционирует в штатном режиме. Вопрос только в том, как именно она функционирует и где границы этого штатного режима. Сегодня поговорим о конструкции атомной электростанции, их типах и о том, как они добывают электричество за счет деления атомов урана. Рассказывать специально буду простым языком.
Даже картинка немного пугает, но не все так страшно.
Когда появилась первая атомная станция
В СССР первые ядерные испытания на полигоне произошли только спустя 4 года — 29 августа 1949 года. С тех пор у двух крупнейших держав были технологии, которые позволили не только запугивать друг друга своей силой, но и работать на благо мирного атома и применения этой разрушительной силы для того, чтобы нести свет и тепло в каждый дом.
Первая атомная электростанция была запущена в 1954 году в районе города Обнинск Московской области. Идейным вдохновителем и руководителем проекта был знаменитый советский физик, академик АН СССР и по совместительству “отец” советской атомной бомбы Игорь Курчатов.
Игорь Курчатов за работой.
Сколько энергии вырабатывает АЭС
Конечно, ту первую атомную станцию сложно сравнивать с современными, но именно она положила начало новому способу получения энергии, как первый iPhone запустил процесс смартфоностроения, а Ford T массовое производство автомобилей.
С тех пор количество атомных станций в мире сильно увеличилось и достигло 192 штук (суммарно 438 энергоблоков) в 31 стране мира. 10 атомных станций находится в России (суммарно 33 энергоблока). По этому показателю наша страна занимает восьмое место в мире, а по мощности — четвертое.
Суммарная мощность реакторов составляет примерно 392 ГВт. В числе лидер ов находятся США (103 ГВт), Франция (66 ГВт), Япония (46 ГВт), Россия (25 ГВт) и Южная Корея (21 ГВт). По статистике именно атомные станции обеспечивают 16 процентов потребляемой электроэнергии в мире.
Высокий интерес к атомным электростанциям и их широкое применение вызвано тем, что их КПД составляет 40-45 процентов и более, а риски существенно меньше, даже несмотря на все страшные аварии, которые происходили. С одной стороны, кажется, что если взорвется, то мало не покажется, но с другой стороны, жертв на 1 полученный киловатт по статистике у АЭС в 43 раза меньше, чем у тепловых электростанций.
Тепловая электростанция тоже то еще сооружение.
Опасны ли атомные станции
В итоге мы получаем ситуацию, при которой атомная энергетика напоминает ситуацию с самолетами. Их многие боятся, но в реальности риск просто умереть на улице в сотни раз выше, чем разбиться на самолете. Просто аварии вызывают большой резонанс и разово погибает больше людей, но такие аварии случаются редко.
Кроме систем самой атомной станции, о которых мы поговорим ниже, они сопровождаются серьезными мерами предосторожности. Признаюсь честно, когда я находился рядом с Воронежской АЭС мне было немного не по себе, но когда я собрал побольше информации, я понял, что переоценивал ситуацию.
Вокруг любой атомной станции есть как минимум 30-километровая зона, в которой постоянно производится мониторинг ситуации и экологической обстановки. Это не зона отчуждения, так как в ней можно жить людям и даже заниматься земледелием. Ограничения касаются только трехкилометровой зоны в непосредственной близости от станции. Но это опять же сделано только с целью обеспечения дополнительной безопасности, а не из-за того, что там опасно находиться.
Так выглядит зона безопасности вокруг Балаковской АЭС.
Наверное, самым опасным периодом работы станции является момент загрузки топлива. Именно в этот момент реактор открывается и есть небольшой риск попадания радиоактивных отходов в воздух. Правда, делается это не часто (в среднем один раз в год) и выброс будет очень незначительным.
На чем работает атомная станция
Основным элементом, на котором работают атомные станции, является уран-235, который загружается в реактор в специальных картриджах, которые называются тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ). В одном реакторе их может быть несколько десятков и даже сотен.
ТВЭЛ доставляют к реактору на специальных платформах, а загружают их в него краном. Этот же кран участвовал в строительстве станции и погружал в специальную капсулу сам реактор.
Кстати, название ТВЭЛ получила компания, которая занимается производством ядерного топлива.
В год средний реактор использует около десяти килограмм топлива. Именно такой небольшой объем выделяет то количество энергии, которое и производит станция. Если говорить о производительности ядерного топлива, можно сказать, что один грамм урана-235 позволяет получить столько же энергии, сколько от сжигания топлива произведенного из двух тонн нефти. В итоге, всего десять килограмм топлива являются эквивалентом примерно семисот цистерн нефти.
Это только 15 цистерн, а аналогом 10 кг ядерного топлива является почти 700 цистерн.
Какими бывают атомные станции
Многие думают, что именно радиоактивное топливо вырабатывает электрическую энергию, но это не совсем так. Точнее, это совсем не так.
Работу атомной электростанции можно разделить на три основных этапа. На первом этапе энергия деления атома переводится в тепловую энергию. На следующем этапе тепловая энергия переводится в механическую. После этого превращение механической энергии в электричество становится делом техники.
Еще больше всего интересного вы можете узнать из нашего новостного канала в Telegram. Это бесплатно!
Реакторы делятся на три основных типа: одноконтурные, двухконтурные, трехконтурные. В начале разберемся, как работает двухконтурная схема, а чуть позже на ее примере посмотрим, как работают остальные типы.
Как работает атомная станция
Начальным этапом выделения энергии является, как я уже говорил выше, реактор. Он помещен в специальный закрытый контур, который называется первым. Им является, по сути, большая кастрюля, а точнее скороварка, так как жидкости внутри нее находятся под большим давлением. Так получается увеличить температуру кипения и повысить температуру работы всего первого контура.
Капсула, в которой находится реактор, называется гермообъем и имеет толстые стенки (не менее 15 сантиметров). Это позволяет удержать внутри большое давление и не дает радиации выйти наружу.
Упрощенно схема АЭС выглядит так.
Чтобы этого не происходило, внутри ректора есть специальные стержни с бором, которые очень хорошо поглощают нейтроны и тормозят реакцию. Стержни имеют длину в несколько метров и постоянно то входят в реактор, то выходят из него, регулируя тем самым коэффициент деления нейтронов и, как следствие, скорость реакции. Если этот коэффициент меньше единицы, реакция тормозится, если больше — ускоряется, а если равен единице, то система сама поддерживает свою работу. Этой единицы и надо добиваться для стабильной работы реактора.
После того, как реактор нагрел воду внутри первого контура до температуры около 450 градусов, она проходит через трубку теплообменника и моментально нагревает воду второго контура. Та в свою очередь попадает в испаритель и уже водяной пар с температурой около 350-400 градусов раскручивает огромную турбину до 3000 оборотов в минуту. Именно эта турбина и вырабатывает электричество, которое по проводам уходит в электросеть.
Полная изоляция первого контура от второго позволяет добиться защиты рабочей жидкости и сточных вод от радиоактивного загрязнения. Это позволяет легко охлаждать жидкость для дальнейшей ее работы, ведь раскрутка турбины на является последним этапом работы второго контура.
После того, как водяной пар раскрутит лопатки турбины, он попадает в специальные конденсаторы, которые представляют из себя большие камеры. В них пар остывает и превращается в воду.
Так выглядит турбина АЭС производства Mitsubishi.
Пока температура воды все равно очень высокая и ее надо еще охладить. Для этого она или напрямую или через специальный канал поступает в градирню. Это такая труба, которую можно увидеть и на территории тепловых электростанций. Она имеет высоту около 70 метров, большой диаметр и сужается к верху. Обычно из нее валят клубы белого пара. Многие думают, что это дым, но это именно пар. Вода с температурой, близкой к температуре кипения, распыляется в основании этой трубы и, смешиваясь с поступающим с улицы воздухом, парит и охлаждается. Средняя градирня может охладить до 20 000 кубометров воды в час или около 450 000 кубометров в сутки
После охлаждения, вода специальными насосами подается обратно в систему для нагрева и испарения. Так как воды требуется очень много, атомные станции сопровождаются достаточно большими водоемами и иногда разветвленной системой каналов. Это позволяет станции работать без перебоев.
Теперь можно вернуться к одноконтурным и трехконтурным АЭС. Первые имеют более простую конструкцию, так как у них нет второго контура и турбина раскручивается непосредственно нагретой реактором водой. Трудность заключается в том, что воду надо как-то очищать и такие станции менее экологичны.
Трехконтурную схему применяют на атомных станциях, оснащенных реакторами на быстрых нейтронах. Они считаются более перспективными, но должны комплектоваться дополнительным контуром, чтобы исключить контакт радиоактивного натрия с водой. В дополнительном контуре находится нерадиоктивный натрий.
Конечно, приведенная схема является примерной и упрощенной. Кроме этого, на станции есть различные технические строения, командный пульт, большое количество защитных систем, которые многократно дублируются, и другие вспомогательные системы. Кроме этого, на одной станции находится несколько энергоблоков, что тоже усложняет процесс ее контроля.
На территории атомной станции очень много разных строений. Балаковская АЭС.
На самом деле современная станция может не просто работать в автоматическом режиме, но и делать это вообще без человека. По крайней мере, это касается процесса управления энергоблоком. Человек нужен для контроля и внесения корректировок в работу в случае внештатной ситуации. Риск ее возникновения очень низкий, но на всякий случай за пультом дежурят специалисты.
Аварии с радиоактивными выбросами
Если уж мы заговорили об авариях на атомных станциях, давайте обсудим, как они классифицируются и какие их них были самыми крупными.
Для классификации аварий по их серьезности и силе воздействия на человека и природу они делятся на 7 степеней по Международной шкале ядерных событий, получая определенный уровень INES. На основании этого уровня можно судить был ли причинен вред людям и насколько было повреждено оборудование самой станции. Далеко не все уровни считаются опасными.
Раз уж заговорили об авариях, стоит упомянуть и первую аварию с радиоактивным загрязнением. Оно произошло в Чок-Ривер лаборатории 12 декабря 1952 года.
Произошло оно вследствие ряда ошибок оператора и сбоев в системе аварийной остановки. Реактор в лаборатории вышел в надкритический режим работы. Цепная реакция сама себя поддерживала и выделение энергии в несколько раз превысило норму. В итоге активная зона была повреждена и радиоактивные продукты деления с большим периодом полураспада вместе с массой охлаждающей воды вылились в подвальное помещение. За год работы реактор был полностью восстановлен.
Как видим, аварии случаются и иногда их масштабы устрашают, но все равно по статистике работа АЭС гораздо безопаснее и несет меньше вреда, чем сжигание топлива. Разница экологичности уже достигает трех-четырехкратного уровня. На подходе термоядерные реакторы, которые должны сделать процесс еще более экологичным. Пока, по большому счету, проблема только в отработанном топливе. Его надо как-то деактивировать и захоранивать. Ученые работают над этим. Будем надеяться, что они решат эту проблему.