Атомная энергия занимает третье место в России по количеству вырабатываемой электроэнергии после ГЭС и ТЭЦ. Количество АЭС растет, потому что на сегодняшний момент это считается самым эффективным и экологичным способом получения электроэнергии. Сколько бы споров не велось по этому поводу, но альтернативы в ближайшем будущем у ядерной энергетики не будет. Как же устроен атомный реактор любого типа?
Нам нужно больше урана
Химическую реакцию деления урана впервые получили еще в 30-х годах прошлого века. В ядро урана-235 врезается пучок нейтронов (тяжелые частицы с нейтральным зарядом), что приводит к разделению урана на изотопы и образованию новых нейтронов. Они разбивают соседние атомы и так далее по нарастающей. Это цепная реакция. Чем больше урана-235 и урана-238 собрано в одном месте, тем большее количество энергии можно получить.
Но тут есть одна особенность. В естественном виде добывается только уран-238, а к делению способен только его изотоп уран-235. Поэтому все полученное сырье обогащается по урану-235. Самый эффективный способ обогащения урана – это газоцентрифужный метод. В России уже работают центрифуги поколения 9+. Полученное топливо собирают в компактные сборки – ТВЭЛЫ – они будут закладываться в корпус реактора.
Регулируем реакцию распада
Если поток нейтронов не замедлять, то вся сборка из ТВЭЛов перегреется и произойдет взрыв как на Чернобыльской АЭС. Естественным замедлителем быстрых нейтронов является сам уран-238. Медленные нейтроны захватывают графитовые стержни, которые могут опускаться или подниматься из активной зоны. Скорость реакции контролируется стержнями из бора.
Если собрать все это в один большой корпус, то у нас получится гигантского размера кипятильник. В качестве охлаждающей жидкости ТВЭЛов используется вода в реакторах типа ВВЭР , жидкий натрий в реакторах БН, расплавленный свинец в РИТМ. Температура теплоносителя в первичном контуре может достигать 500 градусов.
Вырабатываем электроэнергию
Во вторичном контуре охлаждения циркулирует вода в состоянии перегретого пара под очень большим давлением. Пар подается на лопатки газовой турбины, аналогичной устанавливаемой на ТЭЦ, которая приводит в действие генератор. Самые мощные АЭС имеют электрическую мощность 1200 МВт на одном энергоблоке.
Для сравнения 20 грамм уранового топлива заменяют тонну угля или 30 ГДж энергии. А 4 энергоблока Ленинградской АЭС обеспечивают более 50% потребности электроэнергии Ленинградской области.
Подписывайтесь на наш канал и узнавайте интересные факты из мира атомной энергетики.
#Аэс #мирный атом #технологии #энергетика
