Атомная электростанция
Введение.
Первая в мире атомная электростанция (далее АЭС), построенная в городе Обнинске под Москвой, начала свою работу в июне 1954г. Мощность ее была весьма скромной – 5 МВт. Однако она сыграла огромную роль экспериментальной установки, где накапливался опыт эксплуатации будущих крупных АЭС. Впервые была доказана возможность производства электрической энергии на основе расщепления ядер урана, а не за счет сжигания органического топлива или использования энергии потока воды.
Начиная с 1964г. в нашей стране ведется интенсивное строительство АЭС больших мощностей: Белоярская АЭС имеет мощность 900 МВт, Нововоронежская – 1500 МВт, Кольская – 900 МВт, Ленинградская – 3000 МВт.
На территории России крупные АЭС строят как правило в европейской части, где сосредоточена значительная часть промышленности и населения. С каждым годом АЭС играют все большую роль в электроэнергетическом производстве.
В России производством для АЭС реакторов и необходимого производства занимается завод «Атоммаш».
Источник тепловой энергии АЭС – ядерный реактор, внутри которого поддерживается управляемая ядерная реакция.
Вещества, в которых самопроизвольно протекают цепные ядерные реакции, получили название ядерного топлива. Основное ядерное топливо – это изотопы урана и плутония. Пространство в реакторе, где находится ядерное топливо, называют активной зоной. Здесь идет деление атомных ядер с выделением тепловой энергии. Скоростью цепной ядерной реакции управляют регулирующими стержнями из вещества, сильно поглощающего нейтроны (чаще всего это бор или кадмий). Чем глубже опускают стержни в активную зону, тем больше нейтронов они поглощают и тем меньше нейтронов участвует в реакции и меньше выделяется тепла. И наоборот, когда регулирующие стержни поднимают из активной зоны, количество нейтронов, участвующих в реакции, возрастает, все большее количество атомов делится, высвобождая тепловую энергию.
На случай, если возникает перегрев активной зоны, предусмотрена аварийная остановка ядерного реактора. Аварийные стержни быстро падают в активную зону, нейтроны интенсивно поглощаются, и реакция, постепенно замедляясь, прекращается.
Тепло из ядерного реактора выводят с помощью жидкого или газообразного теплоносителя, который прокачивают насосами через активную зону. Теплоносителем может быть вода, металлический натрий или газообразные вещества. Он «отбирает» тепло у ядерного топлива и передает его через теплообменник воде, которая нагревается до пара. Образующийся пар направляют в турбину или на теплофикацию промышленных и жилых зданий.
Но не стоит забывать, что АЭС – сильная угроза для всего живого на планете. Правда, угрозой она служит только при чрезвычайных ситуациях, таких как на Чернобыльской АЭС. Поэтому все конструкции АЭС надежно защищают от всевозможных происшествий.
Сравним АЭС и ТЭС, т.к. их принципиальное отличие состоит лишь в топливе, которое используется для получения тепла:
количество воды для технологических целей в 1,8 раза больше;
занимаемая площадь в 2,2 раза больше;
опасность АЭС;
противосамолетная защита АЭС;
утилизация радиоактивных отходов.