Atomerőművek. Ukrajna atomerőművei. Atomerőművek Oroszországban

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az emberiség modern energiaszükséglete óriási ütemben növekszik. Felhasználása városok világítására, ipari és egyéb nemzetgazdasági szükségletekre növekszik. Ennek megfelelően a szén és fűtőolaj elégetése során egyre több korom kerül a légkörbe, és fokozódik az üvegházhatás. Emellett az elmúlt években egyre több szó esik az elektromos járművek bevezetéséről, ami szintén hozzájárul az áramfogyasztás növekedéséhez.

Sajnos a környezetbarát erőművek ilyen gigantikus igényeket nem képesek fedezni, a hőerőművek és hőerőművek számának további növelése egyszerűen nem tanácsos. Mi a teendő ebben az esetben? És nincs miből válogatni: az atomerőművek, ha megfelelően működnek, kiváló kiutat jelentenek az energetikai zsákutcából.

Annak ellenére, ami Csernobilban történt, még akkor isFigyelembe véve a japánok közelmúltbeli kudarcait, a tudósok világszerte elismerik, hogy ma a békés atom az egyetlen megoldás a közeledő energiaválságra. A széles körben hirdetett alternatív energiaforrások a világnak minden nap szükséges árammennyiségnek a századát sem biztosítják.

Ráadásul még a csernobili atomerőmű felrobbanása sem okozta a környezeti károk századát sem, amit még egy olajfúró platformon történt katasztrófa is jelez. A BP-incidens ezt egyértelműen megerősíti.

Az atomreaktor működési elve

A hőforrás a fűtőelemek – TVEL. Valójában ezek cirkóniumötvözetből készült csövek, amelyek még az atomok aktív hasadási zónájában is enyhén degenerálódnak. A belsejében urán-dioxid tablettákat vagy urán-molibdén ötvözet szemcséit helyeznek el. A reaktor belsejében ezek a csövek szerelvényekké vannak összeszerelve, amelyek mindegyike 18 fűtőelemet tartalmaz.

Összesen közel kétezer szerelvény lehet, és ezek a grafit falazaton belüli csatornákba kerülnek. A felszabaduló hőt hűtőfolyadék gyűjti össze, és a modern atomerőművekben két keringtető kör működik. A másodikban a víz semmilyen módon nem lép kölcsönhatásba a reaktormaggal, ami jelentősen növeli a szerkezet egészének biztonságát. Maga a reaktor egy aknában van elhelyezve, és ugyanabból a cirkóniumötvözetből (30 mm vastag) egy speciális kapszulát hoznak létre a grafit falazathoz.

Az egész szerkezet egy rendkívül masszív, nagy szilárdságú beton alapon nyugszik, amely alatt a medence található. Az atomerőmű hűtésére szolgálüzemanyag baleset esetén.

A működési elv egyszerű: a fűtőelemeket felmelegítik, a belőlük származó hőt a primer hűtőközegbe (folyékony nátrium, deutérium) adják át, majd az energiát a szekunder körbe továbbítják, amelyen belül víz kering. óriási nyomás. Azonnal felforr, és a gőz megpörgeti a generátorok turbináit. Ezt követően a gőz belép a kondenzáló berendezésekbe, ismét folyékony halmazállapotúvá válik, majd ismét a szekunder körbe kerül.

A teremtés története

Az 1940-es évek második felében a Szovjetunióban minden erőfeszítést megtettek az atomenergia békés felhasználásával kapcsolatos projektek létrehozására. A híres Kurcsatov akadémikus az SZKP Központi Bizottságának rendes ülésén felszólaló javaslatot terjesztett elő atomenergia felhasználásával villamos energia előállítására, amelyre a szörnyű háborúból kilábaló országnak égető szüksége volt.

1950-ben megkezdődött az atomerőmű építése (egyébként a világon az első), amelyet a Kaluga régióban, Obninskoye faluban fektettek le. Négy évvel később sikeresen beindították ezt az 5 MW teljesítményű állomást. A rendezvény különlegessége abban is rejlik, hogy hazánk lett a világ első olyan állama, amelynek sikerült hatékonyan, kizárólag békés célokra felhasználnia az atomot.

A munka folytatása

Már 1958-ban megkezdődött a szibériai atomerőmű tervezése. A tervezési kapacitás azonnal 20-szorosára nőtt, 100 MW-ra. De a helyzet egyedisége nem is ebben rejlik. Az állomás átadásakor a megtérülése 600 MW volt. Tudósok csak egy párbanévek óta sikerült sokat javítani a projekten, és az utóbbi időben ez a teljesítmény teljesen lehetetlennek tűnt.

Azonban az atomerőművek az Unió területén akkoriban nem nőttek rosszabbul, mint a gomba. Tehát néhány évvel a szibériai atomerőmű után elindult a Belojarski atomerőmű. Hamarosan egy állomás épült Voronyezsben. 1976-ban üzembe helyezték a kurszki atomerőművet, amelynek reaktorait 2004-ben komolyan modernizálták.

Általánosságban elmondható, hogy az atomerőműveket a háború utáni időszakban tervszerűen építették. Csak a csernobili katasztrófa lassíthatja le ezt a folyamatot.

Hogy voltak a dolgok külföldön

Nem szabad azt feltételezni, hogy ilyen jellegű fejlesztéseket kizárólag hazánkban hajtottak végre. A britek jól tudták, milyen fontosak lehetnek az atomerőművek, ezért aktívan dolgoztak ebben az irányban. Így már 1952-ben elindították saját projektjüket atomerőművek fejlesztésére és építésére. Négy évvel később Calder Hall városa lett az első angol atomváros, amely saját 46 MW-os erőművel rendelkezik. 1955-ben ünnepélyesen üzembe helyeztek egy atomerőművet az amerikai Shippingport városában. Teljesítménye 60 MW volt. Azóta az atomerőművek megkezdték diadalmenetüket világszerte.

Fenyegetés a békés atomra

Az atom megszelídítésének első eufóriáját hamarosan szorongás és félelem váltotta fel. Természetesen a csernobili atomerőmű volt a legsúlyosabb katasztrófa, de ott volt a Majak erőmű, atom-tengeralattjárók atomreaktoraival történt balesetek, valamint egyéb incidensek, amelyekről valószínűleg soha nem fogunk tudni. Ezeknek a baleseteknek a következményeiarra kényszerítette az embereket, hogy elgondolkodjanak az atomenergia-felhasználás műveltségi szintjének emelésén. Ráadásul az emberiség ismét rájött, hogy képtelen ellenállni a természet elemi erőinek.

A világtudomány számos fényese régóta tanakodik arról, hogyan lehetne biztonságosabbá tenni az atomerőműveket. 1989-ben Moszkvában világgyűlést hívtak össze, a találkozó eredményei alapján következtetéseket vontak le az atomenergia feletti ellenőrzés radikális szigorításának szükségességéről.

Ma a globális közösségek szorosan figyelemmel kísérik mindezen megállapodások betartását. Azonban semmiféle megfigyelés és ellenőrzés nem mentheti meg a természeti katasztrófáktól vagy a banális hülyeségtől. Ezt ismét megerősítette a Fukusima-1-nél történt baleset, amelynek következtében több száz millió tonna radioaktív víz ömlött a Csendes-óceánba. Általánosságban elmondható, hogy Japán, ahol az atomerőmű az egyetlen eszköz az ipar és a lakosság gigantikus szükségleteinek villamos energiával való ellátására, nem hagyta fel az atomerőmű-építési programot.

Osztályozás

Minden atomerőmű osztályozható a megtermelt energia típusa, valamint a reaktor modellje szerint. A biztonsági fokot, a konstrukció típusát, valamint egyéb fontos paramétereket is figyelembe veszik.

Így vannak osztályozva a megtermelt energia típusa szerint:

• Atomerőművek. Az egyetlen energia, amit termelnek, az elektromosság.
• Atomerőművek. Ezek a létesítmények az elektromosságon kívül hőt is termelnek, ami különösen értékessé teszi őket az északi városokban való telepítéshez. Ott egy atomerőmű működéselehetővé teszi a régió más régiók üzemanyag-ellátásától való függőségének éles csökkentését.

Felhasznált üzemanyag és egyéb jellemzők

A leggyakoribbak azok az atomreaktorok, amelyek üzemanyagként dúsított uránt használnak. A hűtőfolyadék könnyű víz. Az ilyen reaktorokat könnyűvizes reaktoroknak nevezik, és két típusuk van. Az első esetben a turbinák forgatására használt gőz a reaktormagban képződik.

A gőzképződéshez a második esetben hűtőborda-rendszert használnak, amelynek köszönhetően a víz nem jut be a magba. Ennek a rendszernek a kidolgozása egyébként már a múlt század 50-es éveiben elkezdődött, és az amerikai katonai fejlesztések szolgáltak alapul. Körülbelül ugyanebben az időben a Szovjetunió kifejlesztett egy első típusú, de moderáló rendszerű reaktort, amelynek szerepében grafitrudakat használtak.

Így jelent meg a gázhűtéses reaktor, amelyet számos oroszországi atomerőmű használ. Az ilyen típusú állomások építésének gyors felgyorsulása annak volt köszönhető, hogy a reaktorok fegyveres minőségű plutóniumot termeltek melléktermékként. Ezen túlmenően, még a közönséges természetes urán is, amelynek hazánkban igen nagy lelőhelyei vannak, alkalmas üzemanyagként ehhez a fajtához.

A reaktorok másik típusa, amely meglehetősen elterjedt szerte a világon, a természetes uránból fűtött nehézvizes modell. Eleinte szinte minden olyan ország készített ilyen modelleket, amelyek hozzáfértek az atomreaktorokhoz, dema már csak Kanada tartozik a kizsákmányolóik közé, amelynek beleiben a természetes urán leggazdagabb lelőhelyei vannak.

Hogyan fejlődtek a reaktorok?

Először is közönséges acélt használtak üzemanyagrudak burkolatainak és keringtető csatornáinak gyártásához. Ekkor még nem ismerték a cirkóniumötvözeteket, amelyek sokkal jobban megfelelnek ilyen célokra. A reaktort 10 atmoszféra nyomás alatt táplált vízzel hűtöttük.

Az egyidejűleg kibocsátott gőz hőmérséklete 280 fok volt. Az összes csatorna, amelyben az üzemanyagrudak helyezkedtek el, kivehetővé váltak, mivel viszonylag gyakran kellett cserélni. Az a tény, hogy a nukleáris üzemanyag tevékenységi zónájában az anyagok meglehetősen gyorsan deformálódnak és megsemmisülnek. Valójában a magban lévő szerkezeti elemeket 30 évre tervezték, de ilyen esetekben az optimizmus elfogadhatatlan.

Üzemanyag-rudak

Ebben az esetben a tudósok úgy döntöttek, hogy egy egyoldalú csőhűtéssel rendelkező változatot használnak. Ez a kialakítás drasztikusan csökkenti annak esélyét, hogy a hasadási termékek a hőcserélő körbe kerüljenek, még a fűtőelem sérülése esetén is. Ugyanaz a nukleáris üzemanyag urán és molibdén ötvözete. Ez a megoldás lehetővé tette viszonylag olcsó és megbízható berendezések létrehozását, amelyek még jelentősen megemelt hőmérsékleten is stabilan működnek.

Csernobil

Bármilyen furcsának is tűnik, de a hírhedt Csernobil, amelynek atomerőműve a múlt század ember okozta katasztrófáinak szimbóluma lett, a tudomány igazi diadala volt. Felépítésénél és tervezésénél akkoriban a legfejlettebb technológiákat alkalmazták. A reaktor teljesítménye önmagában elérte a 3200 MW-ot. A fűtőanyag is új volt: a csernobili atomerőműben használtak először dúsított természetes urán-dioxidot. Egy tonna ilyen üzemanyag mindössze 20 kilogramm urán-235-öt tartalmaz. Összesen 180 tonna urán-dioxidot töltöttek be a reaktorba. Még mindig nem tudni, hogy pontosan ki és milyen célból döntött úgy, hogy az állomáson olyan kísérletet végez, amely minden elképzelhető biztonsági szabálynak ellentmond.

Atomerőművek Oroszországban

Ha nem lenne csernobili katasztrófa, hazánkban (nagy valószínűséggel) továbbra is folytatódna az atomerőművek legszélesebb és legelterjedtebb építésének programja. Mindenesetre ezt a megközelítést tervezték a Szovjetunióban.

Általánosságban elmondható, hogy közvetlenül Csernobil után számos programot elkezdtek masszívan korlátozni, ami azonnali áremelkedéshez vezetett sok „környezetbarát” hőhordozó típus esetében. Sok területen kénytelenek voltak visszatérni a hőerőművek építéséhez, amelyek (beleértve) még szénnel is működnek, és továbbra is szörnyen szennyezték a nagyvárosok légkörét.

A 2000-es évek közepén a kormány mégis felismerte az atomprogram fejlesztésének szükségességét, hiszen e nélkül egyszerűen lehetetlen lenne hazánk számos régióját ellátni a szükséges energiamennyiséggel.

Hány atomerőműve van ma hazánkban? Csak tíz. Igen, ezek mind orosz atomerőművek. De még ez a szám is az elfogyasztott energia több mint 16%-át állítja előpolgárainkat. Az atomerőművek részeként működő mind a 33 erőművi blokk teljesítménye 25,2 GW. Északi régióink villamosenergia-szükségletének csaknem 37%-át atomerőművek fedezik.

Az egyik leghíresebb a leningrádi atomerőmű, amelyet még 1973-ban építettek. Jelenleg a második ütem intenzív építése folyik, amely lehetővé teszi a kimenő teljesítmény (4 ezer MW) legalább kétszeres növelését.

ukrán atomerőművek

A Szovjetunió sokat tett, többek között a szakszervezeti köztársaságok energiafejlesztéséért. Így Litvánia egy időben nemcsak kiváló infrastruktúrát és sok ipari vállalkozást kapott, hanem az Ignalinai Atomerőművet is, amely 2005-ig igazi „pockos csirke” volt, amely szinte az egész b alti régiót olcsón (és saját!) látta el. Energia.

De a fő ajándékot Ukrajna kapta, amely egyszerre négy erőművet kapott. A Zaporozhye Atomerőmű általában a legerősebb Európában, egyszerre 6 GW energiát ad le. Általánosságban elmondható, hogy Ukrajna atomerőművei lehetőséget adnak arra, hogy önállóan lássák el magukat villamos energiával, amivel Litvánia már nem büszkélkedhet.

Most mind a négy állomás működik: Zaporozhye, Rivne, Dél-ukrán és Khmelnitsky. A csernobili atomerőmű harmadik blokkja – a közhiedelemmel ellentétben – 2000-ig működött, rendszeresen ellátva árammal a térséget. Jelenleg az összes ukrán villamos energia 46%-át ukrán atomerőművek állítják elő.

Az ország hatóságainak furcsa politikai ambíciói oda vezettek, hogy 2011-bendöntés született az orosz fűtőelemek amerikaiakra való cseréjéről. A kísérlet teljesen kudarcot vallott, és csaknem 200 millió dolláros kár keletkezett az ukrán iparban.

Lehetőségek

Ma újra emlékeznek a békés atom előnyeire szerte a világon. Egy egész várost el lehet látni energiával egy kicsi és primitív atomerőműből, amely évente körülbelül 2 tonna üzemanyagot fogyaszt. Mennyi gázt vagy szenet kell elégetni ugyanebben az időszakban? A technológia kilátásai tehát óriásiak: a hagyományos energiafajták folyamatosan drágulnak, számuk pedig csökken.