כיצד פועלת תחנת כוח גרעינית (NPP).
אחת הדרכים להילחם בזיהום הסביבה היא לעבור למקורות חשמל נקיים יותר. מקורות אלה כוללים כיום בצדק תחנות כוח גרעיניות (NPP)... באירופה לבדה, הודות לתחנות כוח גרעיניות, יותר מחצי מיליארד טונות של פחמן דו חמצני לא משתחררים לאטמוספירה מדי שנה, מה שבוודאי יהפוך למקור זיהום רציני אם האנרגיה התקבלה על ידי שריפת פחמימנים.
הודות לתחנות כוח גרעיניות הפועלות 24/7, בתים ועסקים רבים ברחבי העולם מסופקים ברציפות בחשמל. בנוסף, בתחנות מועסקים מומחים רבים ומדובר בעבודות בשכר ראוי.
מהי תחנת כוח גרעינית? בואו לגלות איך זה עובד ואיך זה עובד.
תחנות כוח גרעיניות (NPP) הן סוג תחנות כוח תרמיות.
מקור האנרגיה התרמית בתחנות אלו הוא תהליך הביקוע הגרעיני של אטומי אורניום ופלוטוניום, שהם המקור העיקרי לדלק גרעיני המתבצע בכורים גרעיניים.נוזל הקירור המשמש הוא מים או גזים הנשאבים דרך תעלות הכור ומחוללי הקיטור. הקיטור המתקבל מוזן לטורבינות קיטור המניעות גנרטורים, ממש כמו בתחנות כוח תרמיות קונבנציונליות.
תחנת הכוח הגרעינית הראשונה בעולם נבנתה בברית המועצות בשנת 1954.
כל תחנת כוח גרעינית היא קומפלקס מורכב של ציוד, מכשירים ומבנים, שמטרתו לייצר אנרגיה חשמלית, וחומר מיוחד משמש כאן כדלק - אורניום-235... בתהליך הביקוע של גרעיני אורניום-235 משתחררת כמות עצומה של אנרגיה גרעינית, המומרת בקלות לחום וחום לחשמל.
קנצלרית הגרעין - לבה של תחנת כוח גרעינית, שכן היא עמוסה בדלק גרעיני ותגובת שרשרת ביקוע מבוקרת של אורניום-235 מתרחשת בתוך הכור. ניוטרונים פועלים על גרעיני אורניום-235 לא יציבים, וגורמים להם להתפרק ולשחרר אנרגיה.
המסקנה היא שבגרעין האיזוטופ אורניום-235 המשמש בכור, שלושה נויטרונים אינם מספיקים ליציבות, ולכן הגרעין של יסוד זה מאוד לא יציב ומתפצל בקלות לשני חלקים, שווה נויטרון שטס ב מהירות מסוימת, לפגוע בו.
ברגע שנייטרון כזה נכנס לגרעין לא יציב, הוא מתפורר תוך שחרור אנרגיה, אבל במקביל עפים 2-3 נויטרונים חדשים מהגרעין שנרקב כבר, הם מפצלים גרעינים אחרים וכו'. - כך מתרחשת תגובת השרשרת של ביקוע מגרעיני אורניום-235. וכדי למנוע פיצוץ, יש לשלוט על הנייטרונים הפועלים כנתיך - לא להזין יותר מדי נויטרונים לתוך הדלק.
בכורים גרעיניים המצוידים בתחנות כוח הפועלות, אנרגיה נוצרת באלמנטים של דלק (מוטות דלק). במקרה הפשוט ביותר, אלמנט דלק יכול להיות מיוצג כמוט (ליבה) המכיל דלק גרעיני (לדוגמה, אורניום דו חמצני) וסגור בחיפוי של חומרים מבניים.
במהלך ביקוע גרעיני האורניום, שבריו עפים במהירות גבוהה, אך למעשה אינם עוזבים את הליבה, מכיוון שהם מאטים בתוכה, מעבירים את האנרגיה שלהם לאטומים ומחממים את הליבה.
החום המשתחרר בליבת תא הדלק הוא האנרגיה המומרת לחשמל בתהליך המורכב של המרתו במערכת מחליף חום-קיטור-טורבינה-מחולל.
שברי הביקוע הנעים בליבת יסוד הדלק "עוקרים" את האטומים, משבשים את המבנה הגבישי של החומרים מהם הם עשויים ומובילים לשינוי בתכונות הפיזיקליות שלהם. ככל שאלמנט הדלק עובד זמן רב יותר בכור, ככל שתכונות הליבה משתנות יותר, כך מצטברים בה יותר שברים רדיואקטיביים.
הדלק מוכנס לאזור העבודה של הכור בצינורות מיוחדים, אשר ממוקמים במנחה המסוגל להמיר אנרגיית נויטרונים לחום. במעכב מוטות טבילה עשויים מחומר סופג נויטרונים ל לשלוט בצורה מדויקת מאוד על מהירות התגובה... ככל שהמוטות מועלים גבוה יותר, כך פועלים יותר נויטרונים על הדלק, בהתאמה, ככל שהם יורדים נמוך יותר לתוך הכור, כך התגובה ממשיכה פחות באינטנסיביות.
תכנית ההפעלה של תחנת כוח גרעינית בכור מים בלחץ כפול לולאה (VVER).
מבחינה גיאוגרפית, הכור ממוקם באולם הכור של הבניין הראשי של ה- NPP, יש גם בריכת אחסון דלק גרעיני וכן מכונת טעינה. אזור העבודה בו מתרחשת התגובה בפועל מוקם בפיר בטון מיוחד המצויד בו מערכת בקרה (לבחירת מצב הפעולה) והגנה, כך שבמקרה חירום ניתן להפסיק במהירות את התגובה.
החום מאזור העבודה של כור גרעיני מוסר באמצעות נוזל קירור נוזלי או גזי העובר ישירות דרך אזור העבודה בכור. החום שנצבר על ידי מצע החימום מועבר לאחר מכן למים במחולל הקיטור שבו נוצר קיטור.
קיטור בלחץ עצום מעביר את האנרגיה המכנית שלו מחולל טורבינותאשר מייצר חשמל אשר לאחר מכן מועבר של קווי חשמל (קווי חשמל) - לצרכנים. הטורבינה יחד עם מחולל הקיטור מותקנים באולם הטורבינות, ממנו נשלח החשמל באמצעות חוטים אל השנאי ולאחר מכן אל קו החשמל.
בשטח תחנת הכוח הגרעינית ישנו גם בניין שבו מאוחסן הדלק המושקע בבריכות. והצינורות הגדולים בצורת מגדלים, המצומצמים בחלק העליון, הם מגדלי קירור - אלמנטים של מערכת קירור במחזוריות הכוללת גם בריכת קירור (מאגר טבעי או מלאכותי) ואגני התזה.
אגב, הפסולת שנוצרת לאחר התגובה ממוחזרת חלקית, והשאר מאוחסן במיכלים מיוחדים המגינים על התכולה מפני כניסה לסביבה. לפיכך, כיום אנרגיה גרעינית ידידותית לסביבה.ותחנות כוח גרעיניות עצמן אינן מייצרות פליטות מזיקות לאטמוספירה, בעוד שהן די קומפקטיות ובטוחות.
ראה גם: