Sa kalagitnaan ng ikadalawampu siglo, ang pinakamahuhusay na isipan ng sangkatauhan ay nagtrabaho nang husto sa dalawang gawain nang sabay-sabay: sa paglikha ng atomic bomb, at gayundin sa kung paano gamitin ang enerhiya ng atom para sa mapayapang layunin. Ito ay kung paano lumitaw ang unang nuclear power plant sa mundo. Ano ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant? At saan sa mundo matatagpuan ang pinakamalaki sa mga power plant na ito?
Kasaysayan at mga tampok ng nuclear power
"Energy is the head of everything" - ito ay kung paano mo mai-paraphrase ang isang kilalang salawikain, dahil sa layunin ng mga katotohanan ng ika-21 siglo. Sa bawat bagong yugto ng pag-unlad ng teknolohiya, ang sangkatauhan ay nangangailangan ng pagtaas ng halaga nito. Ngayon, ang enerhiya ng "peaceful atom" ay aktibong ginagamit sa ekonomiya at produksyon, at hindi lamang sa sektor ng enerhiya.
Ang kuryenteng likha ng tinatawag na nuclear power plants (na gumagana sa napakasimpleng prinsipyo) ay malawakang ginagamit sa industriya, exploration sa kalawakan, medisina at agrikultura.
Ang nuclear energy ay isang sangay ng mabibigat na industriya na kumukuha ng init at kuryente mula sa kinetic energy ng atom.
Kailan sila lumitawang unang nuclear power plant? Pinag-aralan ng mga siyentipiko ng Sobyet ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang mga power plant noong dekada 40. Sa pamamagitan ng paraan, kahanay din nilang naimbento ang unang atomic bomb. Kaya, ang atom ay parehong "mapayapa" at nakamamatay.
Noong 1948, iminungkahi ni I. V. Kurchatov na simulan ng pamahalaang Sobyet ang direktang gawain sa pagkuha ng atomic energy. Pagkalipas ng dalawang taon, sa Unyong Sobyet (sa lungsod ng Obninsk, rehiyon ng Kaluga), nagsimula ang pagtatayo ng pinakaunang nuclear power plant sa planeta.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng lahat ng nuclear power plant ay magkatulad, at hindi ito mahirap unawain. Ito ay tatalakayin pa.
NPP: prinsipyo ng pagpapatakbo (larawan at paglalarawan)
Ang gawain ng anumang nuclear power plant ay batay sa isang malakas na reaksyon na nangyayari sa panahon ng fission ng nucleus ng isang atom. Ang Uranium-235 o mga atomo ng plutonium ay kadalasang kasangkot sa prosesong ito. Hinahati ng nucleus ng mga atomo ang neutron na pumapasok sa kanila mula sa labas. Sa kasong ito, ang mga bagong neutron ay ginawa, pati na rin ang mga fragment ng fission, na may malaking kinetic energy. Ang enerhiya lamang na ito ang pangunahing at pangunahing produkto ng anumang nuclear power plant
Ito ay kung paano mo mailalarawan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant reactor. Sa susunod na larawan makikita mo ang hitsura nito mula sa loob.
May tatlong pangunahing uri ng nuclear reactor:
- high power channel reactor (pinaikling RBMK);
- pressure water reactor (VVER);
- fast neutron reactor (FN).
Hiwalay, sulit na ilarawan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant sa kabuuan. Kung paano ito gumagana ay tatalakayin.sa susunod na artikulo.
prinsipyo sa pagpapatakbo ng NPP (diagram)
Nuclear power plant ay tumatakbo sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon at sa mahigpit na tinukoy na mga mode. Bilang karagdagan sa isang nuclear reactor (isa o higit pa), ang istraktura ng isang nuclear power plant ay kinabibilangan ng iba pang mga sistema, espesyal na pasilidad at mataas na kwalipikadong tauhan. Ano ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant? Maaari itong madaling ilarawan bilang mga sumusunod.
Ang pangunahing elemento ng anumang nuclear power plant ay isang nuclear reactor, kung saan nagaganap ang lahat ng pangunahing proseso. Isinulat namin ang tungkol sa kung ano ang nangyayari sa reaktor sa nakaraang seksyon. Ang nuclear fuel (kadalasan ay kadalasang uranium) sa anyo ng maliliit na itim na pellets ay ipinapasok sa malaking kalderong ito.
Ang enerhiya na inilabas sa panahon ng mga reaksyong nagaganap sa isang nuclear reactor ay na-convert sa init at inililipat sa coolant (karaniwang tubig). Dapat tandaan na sa prosesong ito ang coolant ay tumatanggap din ng isang tiyak na dosis ng radiation.
Dagdag pa, ang init mula sa coolant ay inililipat sa ordinaryong tubig (sa pamamagitan ng mga espesyal na aparato - mga heat exchanger), na kumukulo bilang isang resulta. Ang nagreresultang singaw ng tubig ay nagtutulak sa turbine. Ang isang generator ay konektado sa huli, na bumubuo ng elektrikal na enerhiya.
Kaya, ayon sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant, ito ay ang parehong thermal power plant. Ang pagkakaiba lang ay kung paano nagagawa ang singaw.
Heograpiya ng nuclear power
Ang nangungunang limang bansa sa paggawa ng nuclear energy ay ang mga sumusunod:
- USA.
- France.
- Japan.
- Russia.
- South Korea.
Kasabay nito, ang United States of America, na bumubuo ng humigit-kumulang 864 bilyong kWh bawat taon, ay gumagawa ng hanggang 20% ng kuryente sa mundo.
Sa kabuuan, 31 estado sa mundo ang nagpapatakbo ng mga nuclear power plant. Sa lahat ng kontinente ng planeta, dalawa lang (Antarctica at Australia) ang ganap na malaya sa nuclear energy.
Ngayon, mayroong 388 nuclear reactor na gumagana sa mundo. Totoo, 45 sa kanila ang hindi nakabuo ng kuryente sa loob ng isang taon at kalahati. Karamihan sa mga nuclear reactor ay matatagpuan sa Japan at United States. Ang kanilang buong heograpiya ay ipinakita sa sumusunod na mapa. Ang mga bansang may mga nagpapatakbong nuclear reactor ay minarkahan ng berde, ang kanilang kabuuang bilang sa isang partikular na estado ay ipinahiwatig din.
Pag-unlad ng nuclear power sa iba't ibang bansa
Sa pangkalahatan, noong 2014, nagkaroon ng pangkalahatang pagbaba sa pagbuo ng nuclear power. Ang mga pinuno sa pagtatayo ng mga bagong nuclear reactor ay tatlong bansa: Russia, India at China. Bilang karagdagan, ang ilang mga estado na walang mga nuclear power plant ay nagpaplanong itayo ang mga ito sa malapit na hinaharap. Kabilang dito ang Kazakhstan, Mongolia, Indonesia, Saudi Arabia at ilang bansa sa North Africa.
Sa kabilang banda, ang ilang mga estado ay nagsimula sa unti-unting pagbawas sa bilang ng mga nuclear power plant. Kabilang dito ang Germany, Belgium at Switzerland. At sa ilang bansa (Italy, Austria, Denmark, Uruguay) ipinagbabawal ang nuclear power sa legislative level.
Mga pangunahing problema ng nuclear power
May isang makabuluhang problema sa kapaligiran na nauugnay sa pagbuo ng nuclear energy. Ito ang tinatawag na thermal pollution ng kapaligiran. Kaya, ayon sa maraming eksperto, ang mga nuclear power plant ay naglalabas ng mas maraming init kaysa sa mga thermal power plant na may parehong kapasidad. Lalo na mapanganib ang thermal water pollution, na nakakagambala sa natural na kondisyon ng buhay ng mga biological na organismo at humahantong sa pagkamatay ng maraming species ng isda.
Ang isa pang nasusunog na isyu na may kaugnayan sa nuclear power ay tungkol sa kaligtasan ng nuklear sa pangkalahatan. Sa unang pagkakataon, seryosong inisip ng sangkatauhan ang problemang ito pagkatapos ng sakuna sa Chernobyl noong 1986. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Chernobyl nuclear power plant ay hindi gaanong naiiba sa iba pang mga nuclear power plant. Gayunpaman, hindi ito nagligtas sa kanya mula sa isang malaki at malubhang aksidente, na nagdulot ng napakaseryosong kahihinatnan para sa buong Silangang Europa.
Bukod dito, ang panganib ng nuclear energy ay hindi limitado sa posibleng mga aksidenteng gawa ng tao. Kaya, malalaking problema ang lumitaw sa pagtatapon ng nuclear waste.
Mga kalamangan ng nuclear power
Gayunpaman, ang mga tagasuporta ng pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay binabanggit din ang mga malinaw na pakinabang ng mga plantang nuclear power. Kaya, sa partikular, ang World Nuclear Association ay naglathala kamakailan ng ulat nito na may napakakagiliw-giliw na data. Ayon sa kanya, ang bilang ng mga tao na nasawi na kasama ng produksyon ng isang gigawatt na kuryente sa mga nuclear power plant ay 43 beses na mas mababa kaysa sa tradisyonal na thermal power plants.
May iba pang kaparehong mahahalagang benepisyo. Namely:
- murang pagbuo ng kuryente;
- kalinisan ng kapaligiran ng nuclear energy (maliban sa thermal water pollution);
- kakulangan ng mahigpit na heograpikal na sanggunian ng mga nuclear power plant sa malalaking pinagmumulan ng gasolina.
Sa halip na isang konklusyon
Noong 1950, itinayo ang unang nuclear power plant sa mundo. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay ang fission ng isang atom sa tulong ng isang neutron. Ang prosesong ito ay naglalabas ng napakalaking dami ng enerhiya.
Mukhang ang nuclear energy ay isang pambihirang biyaya para sa sangkatauhan. Gayunpaman, iba ang pinatunayan ng kasaysayan. Sa partikular, dalawang malalaking trahedya - ang aksidente sa Soviet Chernobyl nuclear power plant noong 1986 at ang aksidente sa Japanese power plant na Fukushima-1 noong 2011 - ang nagpakita ng panganib na dulot ng "mapayapang" atom. At maraming bansa sa mundo ngayon ang nagsimulang mag-isip tungkol sa bahagyang o ganap na pagtanggi sa nuclear energy.
