НПП: принцип рада, карактеристике, историја и занимљивости

Један од глобалних проблема човечанства је енергија. Грађанска инфраструктура, индустрија, оружане снаге - све то захтијева велику количину електричне енергије, а за њену производњу се годишње издваја маса минералних сировина. Проблем је у томе што ови ресурси нису бесконачни, а сада, док је ситуација више или мање стабилна, морате размишљати о будућности. Велике наде су биле примењене на алтернативну, чисту електричну енергију, али, како пракса показује, крајњи резултат је далеко од жељеног. Трошкови енергије сунца или вјетра су огромни, а количина енергије је минимална. И зато сада нуклеарне електране сматра најперспективнијом опцијом за даљи развој.

НПП хистори

Прве идеје о употреби атома за производњу електричне енергије појавиле су се у СССР-у око 40-их година 20. века, скоро 10 година пре стварања сопствене енергије. оружје за масовно уништење на тој основи. Године 1948. развијен је принцип рада нуклеарних електрана и истовремено се први пут у свијету показало да се напајају уређаји од нуклеарне енергије. Године 1950. Сједињене Државе су завршиле изградњу малог нуклеарног реактора, који се у то вријеме могао сматрати једином електраном на овом типу планете. Истина, он је био експеримент и дао је само 800 вати снаге. У исто вријеме, СССР је поставио темеље за прву потпуно развијену нуклеарну електрану на свијету, иако након пуштања у рад још увијек није производио електричну енергију у индустријским размјерима. Овај реактор је био више коришћен за брисање технологије.

Од тог тренутка је почела масовна изградња нуклеарних електрана широм свијета. Поред традиционалних лидера у овој „раси“, САД и СССР, први реактори су се појавили у:

• 1956 - Велика Британија.
• 1959 - Француска.
• 1961 - Немачка.
• 1962 - Канада.
• 1964 - Шведска.
• 1966 - Јапан.

Број изграђених нуклеарних електрана стално се повећавао, све до катастрофе у Чернобилу, након чега је почела замрзавање градње и поступно су многе земље почеле напуштати нуклеарну енергију. Тренутно се такве нове електране појављују углавном у Русији и Кини. Неке земље које су раније планирале да се пребаце на другу врсту енергије постепено се враћају у програм, ау блиској будућности је могућ још један скок у изградњи нуклеарних електрана. Ово је обавезна фаза људског развоја, барем док се не пронађу друге ефикасне могућности производње енергије.

Карактеристике нуклеарне енергије

Главна предност је развој огромне количине енергије уз минималну потрошњу горива без икаквог загађења. Принцип рада нуклеарне електране у нуклеарној електрани заснован је на једноставном парном строју и користи воду као главни елемент (не рачунајући само гориво), стога је, с аспекта околиша, штета минимална. Потенцијална опасност електрана овог типа је увелико претјерана. Узроци катастрофе у Чернобилу још увек нису поуздано утврђени (више о овоме ниже), а осим тога, све информације прикупљене током истраге омогућиле су модернизацију постојећих станица, искључујући чак и невероватне опције зрачења. Еколози понекад кажу да су такве станице моћан извор топлотног загађења, али то није сасвим тачно. Заиста, топла вода из другог круга улази у резервоаре, али најчешће се користе њихове вештачке варијанте које се посебно за то користе, док се у другим случајевима удио тог повећања температуре не може упоредити са загађењем из других извора енергије.

Проблем са горивом

Не последњу улогу у популарности нуклеарних електрана игра гориво - уранијум-235. Захтијева много мање од било које друге врсте уз истовремено велико ослобађање енергије. Принцип рада реактора нуклеарне електране подразумева употребу овог горива у облику специјалних "таблета" положених у шипке. У ствари, једина тешкоћа у овом случају је да се створи управо такав облик. Ипак, у последње време, почеле су да се појављују информације да ни садашње светске резерве неће трајати дуго. Али то је већ обезбеђено. Најновији тро-петни реактори раде на уранијуму-238, од којих их је много, а проблем несташице горива ће нестати дуго времена.

Принцип рада дводелне НПП

Као што је горе поменуто, он се заснива на уобичајеном стеам енгине. Укратко, принцип рада нуклеарних електрана је загријавање воде из примарног круга, што заузврат загријава воду секундарног круга у стање паре. Чини се да турбина ротира лопатице, због чега генератор производи струју. "Отпадна" пара улази у кондензатор и враћа се у воду. Тако се испоставља готово затворена петља. Теоретски, све ово би могло да функционише још лакше, користећи само један круг, али то је већ стварно несигурно, јер вода у њој теоретски може бити изложена контаминацији, која је искључена када се користи системски стандард за већину нуклеарних електрана са два одвојена круга воде.

Принцип рада троструког НПП-а

То су већ модерне електране које раде на уранијум-238. Његове резерве чине више од 99% свих радиоактивни елементи у свијету (отуда велике перспективе за употребу). Принцип рада и пројектовање нуклеарних електрана овог типа је већ у присуству чак три кола и активне употребе течног натријума. Генерално, све остаје исто, али са малим додацима. У примарном кругу, грејање директно из реактора, овај течни натријум циркулише на високој температури. Други круг се загрева од првог и користи исту течност, али не тако врућу. И тек тада, у трећем кругу, користи се вода, која се загрева од другог до стања паре и ротира турбину. Систем се испоставља да је технолошки софистициранији, али морате изградити такву НПП само једном, а онда ћете само уживати у плодовима рада.

Чернобил

Сматра се да је принцип нуклеарне електране Чернобил постао главни узрок катастрофе. Званично, постоје две верзије онога што се догодило. Један проблем је настао због погрешних поступака оператера реактора. Други разлог је неуспјешна конструкција електране. Међутим, принцип рада Чернобилске електране је коришћен у другим станицама овог типа, које добро функционишу и данас. Постоји мишљење да је дошло до ланца несрећа, што је готово немогуће поновити. Овај и мали земљотрес у том подручју, који је провео експеримент са реактором, мањим проблемима самог дизајна, и тако даље. Заједно, то је био узрок експлозије. Ипак, разлог који је довео до наглог повећања снаге реактора када то није требало је још увијек непознат. Чак је било и мишљење о могућој саботажи, али није било могуће доказати ништа до данас.

Фукусхима

Ово је још један примјер глобалне катастрофе која укључује нуклеарну електрану. И у овом случају, разлог је био ланац несрећа. Станица је поуздано заштићена од земљотреса и цунамија, који нису неуобичајени на јапанској обали. Малобројни су могли замислити да ће се оба ова догађаја десити истовремено. Принцип рада генератора Нуклеарна електрана Фукушима је преузела употребу спољних извора енергије како би одржала сигурност читавог комплекса. То је разумна мјера, јер би било тешко добити енергију од саме станице за вријеме несреће. Због земљотреса и тсунамија, сви ови извори су пропали, што је довело до топљења реактора и до катастрофе. Сада се подузимају мјере за уклањање штете. Према ријечима стручњака, бит ће потребно око 40 година.

Занимљиве чињенице

Упркос својој ефикасности, нуклеарна енергија и даље остаје прилично скупа, јер принципи рада нуклеарног генератора нуклеарне електране и других компоненти подразумевају огромне трошкове изградње које треба да се опораве. Сада је електрична енергија из угља и нафте и даље јефтинија, али ови ресурси ће нестати у наредним деценијама, а наредних неколико година атомска енергија ће бити јефтинија од било чега. У овом тренутку чиста електрична енергија из алтернативних извора енергије (вјетроелектрана и соларна енергија) кошта око 20 пута скупље.

Сматра се да принцип рада нуклеарних електрана не омогућава брзо изградњу таквих станица. То није истина. Изградња просјечног објекта овог типа траје око 5 година.

Станице су добро заштићене не само од потенцијалних емисија зрачења, већ и од већине вањских фактора. На пример, ако су терористи изабрали било коју нуклеарну електрану уместо торњева близнакиња, могли су да направе минималну штету околној инфраструктури, што не би утицало на рад реактора.

Резултати

Принцип рада нуклеарних електрана практично се не разликује од принципа рада већине других традиционалних електрана. Свуда се користи енергија паре. Хидроелектране користе притисак текуће воде, а чак и они модели који раде на соларну енергију користе и течност загријану до кипућих и ротирајућих турбина. Једини изузетак од овог правила су вјетроелектране, у којима се лопатице ротирају због кретања ваздушних маса.