X
 10.10.2022 Наука

Сето она што отсекогаш сте сакале да го знаете за нуклеарните централи и нивното работење

Нуклеарната централа е тип термоелектрана каде што нуклеарното гориво се користи за загревање на водата до водена пареа што ја придвижува турбината. Парните турбини во нивната модерна форма се користат од 1884 година и биле измислени од Чарлс Парсонс.

Меѓутоа, првата парна турбина била забележана уште во првиот век од нашата ера и била изградена од Херон од Александрија. Тој ја нарече аелопил. Турбините биле делумно усовршени од Таки ад-Дин Мухамед ибн Ма'руф аш-Шами ал-Асади во Египет во 1515 година. Следни што додале нешто се Џовани Бранка во 1629 година и Џон Вилкинс во 1648 година.

Во 1672 година Фердинанд Вербист ја направил импулсната турбина, а во 1775 година Џејмс Ват направил реакциона турбина, додека во 1807 година Поликарп Залесов направил турбина што сè уште ја користат пожарникарите. Импулсната трибина ја патентирале Французите Реал и Пикон. Чарлс Парсон додал динамо-машина и на тој начин ги поставил темелите на модерните машини.

Историјата на нуклеарните централи датира од 21 декември 1951 година, а веќе во 1954 година нуклеарната централа Обнинск била поврзана со мрежата во Научниот град кој се наоѓа на 110 километри од Москва. Следна била Калдер Хол во 1956 година во Велика Британија.

За да се загрее водата, се користи збогатен ураниум У-235.

Делови на електраната

1. Систем за гориво - се состои од дел за складирање на неискористеното гориво, дел за полнење на реакторот и слив за ладење на потрошеното гориво.

2. Реактор - се состои од контролни лостови со гориво, комора за јонизација во која се мери зрачењето, контролни лостови кои ја контролираат реакцијата со подигнување и спуштање во базенот, средство за ладење кое е течно или гасовито, неутронски насочувач кој го испраќа зрачењето во насока во која сакаме, неутронски модератор кој ги забавува, неутронскиот отров (така се нарекува) кој ги запира неутроните и на тој начин ги спречува реакциите кои не ги сакаме, нуклеарно гориво во шипките, јадро на реакторот каде што се одвива реакцијата, контролата на притисокот и иницијаторот на реакцијата.

3. Систем за контрола на моќноста - се состои од кондензатор, кула за ладење, електричен генератор и турбина.

4. Генератор на пареа - се состои од пумпа и генератор на пареа.

5. Систем за безбедност - системот за безбедност се состои од ковчег од импрегниран бетон кој издржува огромен притисок (во Чернобил го немало), систем за итно ладење на реакторот што може да се вклучи дури и кога нема луѓе таму, систем за итно напојување со генератори и батерии (во Фукушима не биле вклучени затоа што биле под вода, а наредбата доцнела, па сега е автоматски), основниот систем за вода што претставува резерва на вода за ладење во доволна количина за ладење на реакторот, резервен систем за контрола на течноста (воведен по Чернобил и изменет по Фукушима за автоматско вклучување) и систем за заштита на реактор кој се состои од контролен систем за вриење на водата и систем за контрола на притисокот кој се состои од 8 независни системи, секој составен од неколку други системи.

nuklearna
Фото: Wikipedia

Како работат централите?

Работата на централата се состои од вметнување на шипките за гориво во базенот на реакторот. Се користи У-235 кој за разлика од У-238 е далеку пореактивен и со него е можно да се постигне реакција на фисија. За време на распаѓањето на У-235, се создава топлина која ја загрева водата во реакторот, која испарува, а оваа водена пареа придвижува турбина која генерира електрична енергија преку динамо-машината. Тоа е всушност многу едноставно. Бидејќи не сакаме реакцијата да продолжи брзо, ги користиме сите споменати системи за забавување и ладење.

Прачките за гориво не се полнат со иста количина на У-235 или се користат различни збогатувања на У-235 за да се изедначи реакцијата во сите делови на реакторот. Една третина од решетките се заменуваат на секои две години. Современите централи се полнат со гориво за 40 години работа.

Нуклеарен отпад


Потрошеното гориво прво се лади во базенот на самата централа од 28 до 30 години. Потоа се отстранува на последното депонирано место. Се лади за да се разградат сите изотопи што можат да му наштетат на здравјето на луѓето.

Несреќи и безбедност

Најголемата нуклеарна несреќа е несреќата во Чернобил во 1986 година. Причините се повеќе од познати и можеме да ги поделиме на структурни (отсуство на бетонска купола, ковчег), политички (отсуство на контролни графички шипки) и човечки (лош синџир на команди). Вкупниот број жртви што починале од рак не надминува 54 и покрај огромниот напор на различни политички групи да измислуваат фантастични приказни. Втората најголема несреќа е во Фукушима, во која настрадала само една жртва во самата зграда на реакторот. Имало грешка во конструкцијата на заштитниот ѕид. Наредбата за исклучување на генераторот доцнела поради прекинување на врската. Третата најголема несреќа се случила на островот Три Милји и поминала без жртви.

И покрај овие несреќи, нуклеарните централи се најбезбедниот извор на енергија. Убедливо најмалку смртни случаи по единица произведена електрична енергија.

Цена и изградба

Се смета дека најголем проблем се трошоците и времетраењето на изградбата, иако тоа е погрешно. За количината на енергија, изградбата е најбрза и најевтина. За да се изгради што било друго што би ја произведувало таа количина на енергија би биле потребни подолг период и поголеми инвестиции. Цената се движи од 4 до 16 милијарди долари, а изградбата од 6 до 12 години.



Вака работи реакторот, сината светлина што може да се види е еден од убавите ефекти.



Споредба со обновливи извори

Јаглеродниот отпечаток или количината на јаглероден диоксид што се испушта во атмосферата е на исто ниво со соларните панели и генераторите на ветер. Искористеноста е речиси 94 отсто, што значи дека 94 отсто од времето годишно произведува електрична енергија, додека со соларна/ветер е под 20 отсто. Не произведува само кога потрошувачката е намалена бидејќи има доволно електрична енергија во мрежата.

Обезбедување од терористички напад

Без разлика дали станува збор за војна или мир, секој напад на нуклеарна централа се смета за терористички чин. Многу е тешко да се пробие ѕидот на реакторот. Но, има бомби кои би можеле да го направат тоа. Што би се случило? Речиси ништо. Малку радиоактивен материјал ќе истече во околината и тоа би било тоа. Оние во близина би биле изложени на ризик, иако ако некој ја бомбардира областа, поголем е ризикот од бомбата отколку од радијацијата.

Автор: Александар Ивковиќ
Извор: Ljudilazi.blogspot.com
Фото: Wikipedia
Подготвил: Тамара Гроздановски

Издвојуваме

Слични вести од Fakulteti.mk

Наука