I midten af det tyvende århundrede arbejdede menneskehedens bedste hjerner hårdt på to opgaver på én gang: på at skabe en atombombe, og også på hvordan man bruger atomets energi til fredelige formål. Sådan fremstod verdens første atomkraftværker. Hvad er princippet om drift af et atomkraftværk? Og hvor i verden er de største af disse kraftværker placeret?
Kernekraftens historie og træk
"Energi er hovedet af alt" - sådan kan du omskrive et velkendt ordsprog, givet de objektive realiteter i det 21. århundrede. Med hver ny runde af teknologiske fremskridt har menneskeheden brug for en stigende mængde af det. I dag bruges energien fra det "fredelige atom" aktivt i økonomien og produktionen, og ikke kun i energisektoren.
Elektricitet genereret af såkaldte atomkraftværker (som fungerer efter et meget simpelt princip) er meget udbredt i industri, rumudforskning, medicin og landbrug.
Kerneenergi er en gren af tung industri, der udvinder varme og elektricitet fra atomets kinetiske energi.
Hvornår dukkede de opde første atomkraftværker? Sovjetiske videnskabsmænd studerede princippet om drift af sådanne kraftværker tilbage i 40'erne. Forresten opfandt de parallelt også den første atombombe. Således var atomet både "fredelig" og dødbringende.
I 1948 foreslog I. V. Kurchatov, at den sovjetiske regering begyndte at udføre direkte arbejde med udvinding af atomenergi. To år senere, i Sovjetunionen (i byen Obninsk, Kaluga-regionen), begyndte opførelsen af det allerførste atomkraftværk på planeten.
Princippet for drift af alle atomkraftværker er det samme, og det er slet ikke svært at forstå det. Dette vil blive diskuteret yderligere.
NPP: funktionsprincip (foto og beskrivelse)
Arbejdet i ethvert atomkraftværk er baseret på en kraftig reaktion, der opstår under sp altningen af et atoms kerne. Uran-235 eller plutonium atomer er oftest involveret i denne proces. Atomkernen deler neutronen, der kommer ind i dem udefra. I dette tilfælde produceres nye neutroner samt fissionsfragmenter, som har en enorm kinetisk energi. Netop denne energi er hoved- og nøgleproduktet af ethvert atomkraftværk
Sådan kan du beskrive princippet om drift af en atomkraftværksreaktor. På det næste billede kan du se, hvordan det ser ud indefra.
Der er tre hovedtyper af atomreaktorer:
- højeffektkanalreaktor (forkortet RBMK);
- trykvandsreaktor (VVER);
- hurtig neutronreaktor (FN).
Separat er det værd at beskrive princippet om drift af atomkraftværker som helhed. Hvordan det virker vil blive diskuteret.i den næste artikel.
NPP-driftsprincip (diagram)
Atomkraftværket fungerer under visse forhold og i strengt definerede tilstande. Ud over en atomreaktor (en eller flere) omfatter strukturen af et atomkraftværk andre systemer, særlige faciliteter og højt kvalificeret personale. Hvad er princippet om drift af atomkraftværker? Det kan kort beskrives som følger.
Hovedelementet i ethvert atomkraftværk er en atomreaktor, hvor alle hovedprocesserne finder sted. Vi skrev om, hvad der sker i reaktoren i det foregående afsnit. Atombrændsel (norm alt oftest uran) i form af små sorte pellets tilføres denne enorme kedel.
Den energi, der frigives under de reaktioner, der finder sted i en atomreaktor, omdannes til varme og overføres til kølevæsken (norm alt vand). Det skal bemærkes, at kølevæsken under denne proces også modtager en vis dosis stråling.
Yderligere overføres varmen fra kølevæsken til almindeligt vand (gennem specielle enheder - varmevekslere), som koger som et resultat. Den resulterende vanddamp driver turbinen. En generator er forbundet til sidstnævnte, som genererer elektrisk energi.
I henhold til princippet om drift af et atomkraftværk er dette det samme termiske kraftværk. Den eneste forskel er, hvordan dampen produceres.
Atomkraftens geografi
De fem bedste lande inden for produktion af atomenergi er som følger:
- USA.
- Frankrig.
- Japan.
- Rusland.
- Sydkorea.
Samtidig producerer USA, der producerer omkring 864 milliarder kWh om året, op til 20 % af verdens elektricitet.
I alt driver 31 stater i verden atomkraftværker. Af alle planetens kontinenter er kun to (Antarktis og Australien) fuldstændig fri for atomenergi.
I dag er der 388 atomreaktorer i drift i verden. Det er rigtigt, at 45 af dem ikke har produceret elektricitet i halvandet år. De fleste af atomreaktorerne er placeret i Japan og USA. Deres fulde geografi er præsenteret på følgende kort. Lande med atomreaktorer i drift er markeret med grønt, deres samlede antal i en bestemt tilstand er også angivet.
Udvikling af atomkraft i forskellige lande
Generelt har der fra 2014 været et generelt fald i udviklingen af atomkraft. Lederne i konstruktionen af nye atomreaktorer er tre lande: Rusland, Indien og Kina. Derudover planlægger en række stater, der ikke har atomkraftværker, at bygge dem i den nærmeste fremtid. Disse omfatter Kasakhstan, Mongoliet, Indonesien, Saudi-Arabien og en række nordafrikanske lande.
På den anden side er en række stater gået i gang med en gradvis reduktion af antallet af atomkraftværker. Disse omfatter Tyskland, Belgien og Schweiz. Og i nogle lande (Italien, Østrig, Danmark, Uruguay) er atomkraft forbudt på lovgivningsniveau.
Kernekraftens hovedproblemer
Der er ét væsentligt miljøproblem forbundet med udviklingen af atomenergi. Dette er den såkaldte termiske forurening af miljøet. Ifølge mange eksperter udsender atomkraftværker således mere varme end termiske kraftværker med samme kapacitet. Særligt farlig er termisk vandforurening, som forstyrrer de naturlige livsbetingelser for biologiske organismer og fører til døden for mange fiskearter.
Et andet brændende spørgsmål relateret til atomkraft vedrører nuklear sikkerhed generelt. For første gang tænkte menneskeheden seriøst på dette problem efter Tjernobyl-katastrofen i 1986. Princippet om driften af Tjernobyl-atomkraftværket var ikke meget anderledes end andre atomkraftværker. Det reddede hende dog ikke fra en større og alvorlig ulykke, som fik meget alvorlige konsekvenser for hele Østeuropa.
Desuden er faren ved atomenergi ikke begrænset til mulige menneskeskabte ulykker. Så der opstår store problemer med bortskaffelsen af nukleart affald.
Fordele ved atomkraft
Ikke desto mindre nævner tilhængere af udviklingen af atomenergi også de klare fordele ved atomkraftværker. Således har især World Nuclear Association for nylig offentliggjort sin rapport med meget interessante data. Ifølge ham er antallet af menneskelige ofre, der ledsager produktionen af én gigawatt elektricitet på atomkraftværker 43 gange mindre end ved traditionelle termiske kraftværker.
Der er andre lige vigtige fordele. Nemlig:
- billig elproduktion;
- miljømæssig renlighed af atomenergi (med undtagelse af termisk vandforurening);
- manglende streng geografisk reference af atomkraftværker til store brændstofkilder.
I stedet for en konklusion
I 1950 blev verdens første atomkraftværk bygget. Princippet for drift af atomkraftværker er sp altningen af et atom ved hjælp af en neutron. Denne proces frigiver en enorm mængde energi.
Det ser ud til, at atomenergi er en usædvanlig velsignelse for menneskeheden. Historien har dog bevist det modsatte. Især to store tragedier – ulykken ved det sovjetiske atomkraftværk i Tjernobyl i 1986 og ulykken på det japanske kraftværk Fukushima-1 i 2011 – demonstrerede faren ved det "fredelige" atom. Og mange lande i verden i dag begyndte at tænke på en delvis eller endog fuldstændig afvisning af atomenergi.
