Atomkraftværker. Ukraines atomkraftværker. Atomkraftværker i Rusland

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Menneskehedens moderne energibehov vokser i et gigantisk tempo. Dets forbrug til belysning af byer, til industrielle og andre behov i den nationale økonomi er stigende. Derfor udledes mere og mere sod fra afbrænding af kul og brændselsolie til atmosfæren, og drivhuseffekten øges. Derudover er der i de senere år blevet t alt mere og mere om introduktionen af elbiler, som også vil bidrage til stigningen i elforbruget.

Desværre er miljøvenlige HPP'er ikke i stand til at dække sådanne gigantiske behov, og en yderligere stigning i antallet af termiske kraftværker og termiske kraftværker er simpelthen ikke tilrådeligt. Hvad skal man gøre i dette tilfælde? Og der er ikke meget at vælge imellem: atomkraftværker, hvis de drives korrekt, er en glimrende vej ud af det energimæssige dødvande.

På trods af hvad der skete i Tjernobyl, enddaMed tanke på japanernes nylige fiaskoer erkender videnskabsmænd over hele verden, at det fredelige atom er den eneste løsning på den forestående energikrise i dag. Almindeligt annoncerede alternative energikilder leverer ikke engang en hundrededel af den mængde elektricitet, som verden har brug for hver dag.

Desuden forårsagede selv eksplosionen af atomkraftværket i Tjernobyl ikke engang en hundrededel af skaderne på miljøet, hvilket er bemærket selv med en katastrofe på en olieplatform. BP-hændelsen er en klar bekræftelse på dette.

Princippet for drift af en atomreaktor

Varmekilden er brændselselementer - TVEL. Faktisk er disse rør lavet af zirconiumlegering, som er lidt udsat for degeneration selv i zonen med aktiv fission af atomer. Indeni er placeret tabletter af urandioxid eller korn af en legering af uran og molybdæn. Inde i reaktoren er disse rør samlet til samlinger, som hver indeholder 18 brændselselementer.

I alt kan der være næsten to tusinde samlinger, og de placeres i kanaler inde i grafitmurværket. Den frigivne varme opsamles ved hjælp af et kølemiddel, og i moderne atomkraftværker er der to cirkulationskredsløb. I den anden af dem interagerer vand ikke med reaktorkernen på nogen måde, hvilket væsentligt øger sikkerheden af strukturen som helhed. Selve reaktoren er placeret i en skakt, og en speciel kapsel er skabt til grafitmurværk af den samme zirkoniumlegering (30 mm tyk).

Hele strukturen hviler på et ekstremt massivt underlag af højstyrkebeton, som poolen er placeret under. Det tjener til at afkøle atomkraftenbrændstof i tilfælde af en ulykke.

Funktionsprincippet er enkelt: Brændselselementer opvarmes, varmen fra dem overføres til det primære kølevæske (flydende natrium, deuterium), hvorefter energien overføres til det sekundære kredsløb, hvori vandet cirkulerer under enormt pres. Det koger straks, og dampen spinder turbinerne på generatorerne. Derefter kommer dampen ind i kondenseringsanordningerne, bliver igen til en flydende tilstand, hvorefter den igen sendes til det sekundære kredsløb.

Skabelsehistorie

I anden halvdel af 1940'erne blev alle anstrengelser gjort i USSR for at skabe projekter, der involverede fredelig brug af atomenergi. Den berømte akademiker Kurchatov, der t alte ved et regulært møde i CPSU's centralkomité, fremsatte et forslag om at bruge atomenergi til at generere elektricitet, som landet, efter at være kommet sig efter en frygtelig krig, havde hårdt brug for.

I 1950 begyndte opførelsen af et atomkraftværk (i øvrigt det første i verden), som blev anlagt i landsbyen Obninskoye i Kaluga-regionen. Fire år senere blev denne station, som havde en kapacitet på 5 MW, med succes lanceret. Det unikke ved begivenheden ligger også i, at vores land blev den første stat i verden, der effektivt formåede at bruge atomet udelukkende til fredelige formål.

Fortsæt arbejdet

Allerede i 1958 begyndte arbejdet med designet af det sibiriske kernekraftværk. Designkapaciteten steg med det samme med 20 gange, svarende til 100 MW. Men det unikke ved situationen er ikke engang i dette. Da stationen blev overdraget, var dens afkast 600 MW. Forskere i et parår har formået at forbedre projektet så meget, og for ganske nylig virkede en sådan ydelse fuldstændig umulig.

Kernekraftværker i Unionens vidder blev dog ikke værre end svampe. Så et par år efter det sibiriske atomkraftværk blev Beloyarsk atomkraftværket lanceret. Snart blev der bygget en station i Voronezh. I 1976 blev Kursk-atomkraftværket sat i drift, hvis reaktorer blev for alvor moderniseret i 2004.

Generelt blev atomkraftværker bygget på en planlagt måde gennem hele efterkrigstiden. Kun Tjernobyl-katastrofen kunne bremse denne proces.

Sådan var det i udlandet

Det bør ikke antages, at sådanne udviklinger udelukkende blev udført i vores land. Briterne var godt klar over, hvor vigtige atomkraftværker kunne være, og arbejdede derfor aktivt i denne retning. Så allerede i 1952 lancerede de deres eget projekt for at udvikle og bygge atomkraftværker. Fire år senere blev byen Calder Hall den første engelske atomby med sit eget 46 MW kraftværk. I 1955 blev et atomkraftværk højtideligt taget i brug i den amerikanske by Shippingport. Dens effekt var lig med 60 MW. Siden da har atomkraftværker begyndt deres sejrsmarch rundt om i verden.

Trusler mod fredeligt atom

Den første eufori fra at tæmme atomet blev snart erstattet af angst og frygt. Naturligvis var Tjernobyl-atomkraftværket den mest alvorlige katastrofe, men der var Mayak-værket, ulykker med atomreaktorer i atomubåde samt andre hændelser, hvoraf mange sandsynligvis aldrig vil vide noget om. Konsekvenserne af disse ulykkertvang folk til at tænke på at hæve kulturniveauet i brugen af atomenergi. Derudover indså menneskeheden igen, at de ikke var i stand til at modstå naturens elementære kræfter.

Mange koryfæer inden for verdensvidenskaben har i lang tid diskuteret, hvordan man kan gøre atomkraftværker sikrere. I Moskva i 1989 blev der indkaldt en verdensforsamling, baseret på resultaterne af mødet, blev der draget konklusioner om behovet for radik alt at stramme kontrollen over atomenergi.

I dag overvåger globale samfund nøje, hvordan alle disse aftaler overholdes. Men ingen mængde af observation og kontrol kan redde fra naturkatastrofer eller banal dumhed. Dette blev endnu en gang bekræftet af ulykken ved Fukushima-1, som har resulteret i, at hundredvis af millioner tons radioaktivt vand er væltet ud i Stillehavet. Generelt har Japan, hvor atomkraftværket er det eneste middel til at forsyne industriens og befolkningens gigantiske behov med elektricitet, ikke opgivet kernekraftværkets byggeprogram.

Klassificering

Alle atomkraftværker kan klassificeres efter typen af produceret energi såvel som i henhold til modellen for deres reaktor. Der tages også hensyn til graden af sikkerhed, konstruktionstypen samt andre vigtige parametre.

Sådan klassificeres de efter den producerede energitype:

• Atomkraftværker. Den eneste energi, de genererer, er elektricitet.
• Kernekraftværker. Ud over elektricitet genererer disse faciliteter også varme, hvilket gør dem særligt værdifulde til udbredelse i nordlige byer. Der, driften af et atomkraftværkgiver mulighed for kraftigt at reducere regionens afhængighed af brændstofforsyninger fra andre regioner.

Brændstof brugt og andre egenskaber

De mest almindelige er atomreaktorer, der bruger beriget uran som brændstof. Kølevæsken er let vand. Sådanne reaktorer kaldes letvandsreaktorer, og der er to typer af dem. I det første tilfælde dannes dampen, der bruges til at rotere turbinerne, i reaktorkernen.

Til dannelse af damp i det andet tilfælde anvendes et kølepladesystem, på grund af hvilket vand ikke kommer ind i kernen. Forresten begyndte udviklingen af dette system allerede i 50'erne af det sidste århundrede, og den amerikanske militære udvikling tjente som grundlag for det. Omtrent samtidig udviklede USSR en reaktor af den første type, men med et modereringssystem, i hvis rolle grafitstænger blev brugt.

Sådan fremstod den gaskølede reaktor, som bruges af mange atomkraftværker i Rusland. Den hurtige acceleration af konstruktionen af stationer af denne særlige model skyldtes det faktum, at reaktorerne producerede plutonium af våbenkvalitet som et biprodukt. Desuden er selv almindeligt naturligt uran, hvis forekomster i vort land er meget store, egnet som brændsel for denne sort.

En anden type reaktor, der er ret udbredt over hele verden, er tungtvandsmodellen, der drives af naturligt uran. I første omgang blev sådanne modeller skabt af næsten alle lande, der havde adgang til atomreaktorer, meni dag er det kun Canada, der er blandt deres udbyttere, i hvis tarme der er de rigeste forekomster af naturligt uran.

Hvordan er reaktorer blevet forbedret?

For det første blev almindeligt stål brugt til fremstilling af brændselsstavbeklædninger og cirkulationskanaler. På det tidspunkt kendte man endnu ikke til zirconiumlegeringer, som er meget bedre egnet til sådanne formål. Reaktoren blev afkølet med vand tilført under tryk på 10 atmosfærer.

Dampen, der blev frigivet på samme tid, havde en temperatur på 280 grader. Alle de kanaler, hvori brændstofstavene var placeret, blev gjort aftagelige, da de skulle udskiftes relativt ofte. Faktum er, at i aktivitetszonen for nukleart brændsel udsættes materialer ret hurtigt for deformation og ødelæggelse. Faktisk er de strukturelle elementer i kernen designet i 30 år, men i sådanne tilfælde er optimisme uacceptabel.

Brændstofstænger

I dette tilfælde besluttede forskerne at bruge en variant med ensidig rørformet køling. Dette design reducerer dramatisk risikoen for, at fissionsprodukter kommer ind i varmevekslerkredsløbet, selv i tilfælde af beskadigelse af brændstofelementet. Det samme nukleare brændsel er en legering af uran og molybdæn. Denne løsning gjorde det muligt at skabe relativt billigt og pålideligt udstyr, der kan fungere stabilt selv ved betydeligt forhøjede temperaturer.

Tjernobyl

Mærkeligt som det kan virke, men det berygtede Tjernobyl, hvis atomkraftværk blev et symbol på menneskeskabte katastrofer i forrige århundrede, var en sand triumf for videnskaben. På det tidspunkt blev de mest avancerede teknologier brugt i dens konstruktion og design. Alene reaktorens effekt nåede 3200 MW. Brændstoffet var også nyt: beriget naturligt urandioxid blev brugt for første gang på atomkraftværket i Tjernobyl. Et ton sådant brændstof indeholder kun 20 kg uran-235. I alt blev der læsset 180 tons urandioxid i reaktoren. Det vides stadig ikke præcist, hvem og til hvilket formål, der besluttede at udføre et eksperiment på stationen, der var i modstrid med alle tænkelige sikkerhedsregler.

Atomkraftværker i Rusland

Hvis det ikke var for Tjernobyl-katastrofen, i vores land (mest sandsynligt) ville programmet for den bredeste og mest udbredte konstruktion af atomkraftværker stadig fortsætte. Under alle omstændigheder var dette den tilgang, der var planlagt i USSR.

I almindelighed begyndte mange programmer umiddelbart efter Tjernobyl at blive massivt indskrænket, hvilket øjeblikkeligt førte til en stigning i priserne for mange "miljøvenlige" varmebærere. I mange områder blev de tvunget til at vende tilbage til opførelsen af termiske kraftværker, som (inklusive) endda arbejder på kul, og fortsætter med at forurene atmosfæren i storbyerne monstrøst.

I midten af 2000'erne indså regeringen ikke desto mindre behovet for at udvikle atomprogrammet, da uden det ville det simpelthen være umuligt at forsyne mange regioner i vores land med den nødvendige mængde energi.

Hvor mange atomkraftværker har vi i vores land i dag? Kun ti. Ja, det er alle russiske atomkraftværker. Men selv dette tal genererer mere end 16 % af den energi, der forbrugesvores borgere. Kapaciteten af alle 33 kraftenheder, der fungerer som en del af disse atomkraftværker, er 25,2 GW. Næsten 37 % af elektricitetsbehovet i vores nordlige regioner er dækket af atomkraftværker.

En af de mest berømte er Leningrad-atomkraftværket, bygget tilbage i 1973. På nuværende tidspunkt er intensiv konstruktion af anden etape i gang, hvilket vil gøre det muligt at øge udgangskapaciteten (4 tusinde MW) mindst to gange.

ukrainske kernekraftværker

Sovjetunionen gjorde meget, herunder for udviklingen af energi i unionsrepublikkerne. Således modtog Litauen på et tidspunkt ikke kun en fremragende infrastruktur og en masse industrielle virksomheder, men også Ignalina NPP, som indtil 2005 var en rigtig "Pockmarked Chicken", der forsynede næsten hele Østersøregionen med billige (og sin egen!) Energi.

Men hovedgaven blev givet til Ukraine, som modtog fire kraftværker på én gang. Zaporozhye NPP er generelt den mest kraftfulde i Europa og leverer 6 GW energi på én gang. Generelt giver Ukraines atomkraftværker det mulighed for selvstændigt at forsyne sig med elektricitet, hvilket Litauen ikke længere kan prale af.

Nu fungerer alle de samme fire stationer: Zaporozhye, Rivne, South-Ukrainian og Khmelnitsky. I modsætning til hvad mange tror, fortsatte den tredje blok af Tjernobyl-atomkraftværket med at fungere indtil 2000 og forsynede regelmæssigt regionen med elektricitet. I øjeblikket produceres 46 % af al ukrainsk elektricitet af ukrainske atomkraftværker.

Mærkelige politiske ambitioner hos myndighederne i landet førte til, at det i 2011 varder blev truffet beslutning om at erstatte russiske brændselselementer med amerikanske. Eksperimentet mislykkedes fuldstændig, og næsten 200 millioner dollars i skade blev påført den ukrainske industri.

Prospects

I dag huskes fordelene ved det fredelige atom igen over hele verden. En hel by kan forsynes med energi fra et lille og primitivt atomkraftværk, som forbruger omkring 2 tons brændstof om året. Hvor meget gas eller kul skal der brændes af i samme periode? Så udsigterne for teknologien er enorme: traditionelle energityper vokser konstant i pris, og deres antal er faldende.