Centrals nuclears. Centrals nuclears d'Ucraïna. Centrals nuclears a Rússia

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Les necessitats energètiques modernes de la humanitat creixen a un ritme gegantesc. El seu consum per a il·luminació de les ciutats, per a necessitats industrials i altres de l'economia nacional està augmentant. En conseqüència, cada cop s'emet més sutge de la combustió de carbó i fuel-oil a l'atmosfera i augmenta l'efecte hivernacle. A més, en els darrers anys s'ha parlat cada cop més de la introducció del vehicle elèctric, que també contribuirà a l'augment del consum elèctric.

Desafortunadament, les centrals hidroelèctriques respectuoses amb el medi ambient no són capaços de cobrir necessitats tan gegantines, i simplement no es recomana un augment més del nombre de centrals tèrmiques i centrals tèrmiques. Què fer en aquest cas? I no hi ha molt per triar: les centrals nuclears, si es fan servir correctament, són una excel·lent manera de sortir de l'atzucac energètic.

Malgrat el que va passar a Txernòbil, fins i totConscients dels fracassos recents dels japonesos, científics d'arreu del món reconeixen que l'àtom pacífic és l'única solució per a la crisi energètica que s'acosta avui dia. Les fonts d'energia alternatives àmpliament anunciades no proporcionen ni una centèsima part de la quantitat d'electricitat que el món necessita cada dia.

A més, fins i tot l'explosió de la central nuclear de Txernòbil no va causar ni una centèsima part dels danys al medi ambient, cosa que es nota fins i tot amb una catàstrofe en una plataforma petroliera. L'incident de BP n'és una clara confirmació.

El principi de funcionament d'un reactor nuclear

La font de calor són els elements de combustible - TVEL. De fet, es tracta de tubs fets d'aliatge de zirconi, que està lleugerament subjecte a la degeneració fins i tot a la zona de fissió activa dels àtoms. A l'interior es col·loquen pastilles de diòxid d'urani o grans d'un aliatge d'urani i molibdè. A l'interior del reactor, aquests tubs s'ajunten en conjunts, cadascun dels quals conté 18 elements de combustible.

En total, poden ser gairebé dos mil muntatges, i es col·loquen en canals dins de la maçoneria de grafit. La calor alliberada es recull mitjançant un refrigerant, i a les centrals nuclears modernes hi ha dos circuits de circulació. En el segon d'ells, l'aigua no interacciona de cap manera amb el nucli del reactor, la qual cosa augmenta significativament la seguretat de l'estructura en el seu conjunt. El reactor en si es troba en un eix i es crea una càpsula especial per a maçoneria de grafit del mateix aliatge de zirconi (30 mm de gruix).

Tota l'estructura descansa sobre una base extremadament massiva de formigó d' alta resistència, sota la qual es troba la piscina. Serveix per refredar el nuclearcombustible en cas d'accident.

El principi de funcionament és senzill: els elements de combustible s'escalfen, la calor d'ells es transfereix al refrigerant primari (sodi líquid, deuteri), després del qual l'energia es transfereix al circuit secundari, dins del qual circula l'aigua sota pressió enorme. De seguida bull, i el vapor fa girar les turbines dels generadors. Després d'això, el vapor entra als dispositius de condensació, torna a convertir-se en un estat líquid, després del qual torna a ser enviat al circuit secundari.

Història de la creació

A la segona meitat de la dècada de 1940, a l'URSS es va fer tots els esforços per crear projectes que implicaven l'ús pacífic de l'energia atòmica. El famós acadèmic Kurtxatov, parlant en una reunió ordinària del Comitè Central del PCUS, va presentar una proposta per utilitzar l'energia atòmica per generar electricitat, que el país, recuperant-se d'una terrible guerra, necessitava extremadament..

L'any 1950 es va iniciar la construcció d'una central nuclear (la primera del món, per cert), que es va col·locar al poble d'Obninskoye, a la regió de Kaluga. Quatre anys més tard, aquesta estació, que tenia una potència de 5 MW, es va posar en marxa amb èxit. La singularitat de l'esdeveniment també rau en el fet que el nostre país es va convertir en el primer estat del món que va aconseguir utilitzar efectivament l'àtom exclusivament amb finalitats pacífices.

Continuar treballant

Ja l'any 1958 es va començar a treballar en el disseny de la central nuclear de Sibèria. La capacitat de disseny va augmentar immediatament 20 vegades, fins a 100 MW. Però la singularitat de la situació ni tan sols està en això. Quan es va lliurar l'estació, la seva devolució va ser de 600 MW. Científics en només un parellanys han aconseguit millorar molt el projecte i, fa poc, aquest rendiment semblava completament impossible.

No obstant això, les centrals nuclears de les extensions de la Unió no van créixer pitjor que els bolets. Així, un parell d'anys després de la central nuclear de Sibèria, es va posar en marxa la central nuclear de Beloyarsk. Aviat es va construir una estació a Voronezh. El 1976 es va posar en funcionament la central nuclear de Kursk, els reactors de la qual es van modernitzar seriosament el 2004.

En general, les centrals nuclears es van construir de manera planificada durant la postguerra. Només el desastre de Txernòbil podria frenar aquest procés.

Com eren les coses a l'estranger

No s'ha de suposar que aquests desenvolupaments es van dur a terme exclusivament al nostre país. Els britànics eren molt conscients de la importància que podien ser les centrals nuclears i, per tant, van treballar activament en aquesta direcció. Així, ja l'any 1952, van posar en marxa el seu propi projecte de desenvolupament i construcció de centrals nuclears. Quatre anys més tard, la ciutat de Calder Hall es va convertir en la primera ciutat nuclear anglesa amb la seva pròpia central elèctrica de 46 MW. L'any 1955 es va posar en funcionament solemnement una central nuclear a la ciutat nord-americana de Shippingport. La seva potència era igual a 60 MW. Des de llavors, les centrals nuclears han començat la seva marxa triomfal arreu del món.

Amenaces a l'àtom pacífic

La primera eufòria de domar l'àtom aviat va ser substituïda per l'ansietat i la por. Per descomptat, la central nuclear de Txernòbil va ser el desastre més greu, però hi va haver la central de Mayak, accidents amb reactors nuclears en submarins nuclears, així com altres incidents, molts dels quals probablement mai no sabrem. Les conseqüències d'aquests accidentsva obligar la gent a pensar en augmentar el nivell de cultura en l'ús de l'energia atòmica. A més, la humanitat es va adonar una vegada més que no era capaç de resistir les forces elementals de la natura.

Moltes lluminàries de la ciència mundial han estat discutint durant molt de temps com fer que les centrals nuclears siguin més segures. A Moscou l'any 1989 es va convocar una assemblea mundial, a partir dels resultats de la reunió, es van extreure conclusions sobre la necessitat d'enfortir radicalment el control de l'energia nuclear.

Avui, les comunitats globals estan supervisant de prop com s'observen tots aquests acords. Tanmateix, cap quantitat d'observació i control pot salvar-se dels desastres naturals o de l'estupidesa banal. Així ho va tornar a confirmar l'accident de Fukushima-1, com a conseqüència del qual centenars de milions de tones d'aigua radioactiva han vessat a l'oceà Pacífic. En general, el Japó, on la central nuclear és l'únic mitjà per satisfer les necessitats gegantines de la indústria i la població amb electricitat, no ha abandonat el programa de construcció de centrals nuclears.

Classificació

Totes les centrals nuclears es poden classificar segons el tipus d'energia produïda, així com segons el model del seu reactor. També es té en compte el grau de seguretat, el tipus de construcció, així com altres paràmetres importants.

Així es classifiquen segons el tipus d'energia produïda:

• Centrals nuclears. L'única energia que generen és l'electricitat.
• Centrals tèrmiques nuclears. A més de l'electricitat, aquestes instal·lacions també generen calor, fet que les fa especialment valuoses per al desplegament a les ciutats del nord. Allà, el funcionament d'una central nuclearpermet reduir dràsticament la dependència de la regió del subministrament de combustible d' altres regions.

Combustible utilitzat i altres característiques

Els més comuns són els reactors nuclears que utilitzen urani enriquit com a combustible. El refrigerant és aigua lleugera. Aquests reactors s'anomenen reactors d'aigua lleugera i n'hi ha de dos tipus. En el primer cas, el vapor que s'utilitza per fer girar les turbines es forma al nucli del reactor.

Per a la formació de vapor en el segon cas, s'utilitza un sistema de dissipador de calor, pel qual l'aigua no entra al nucli. Per cert, el desenvolupament d'aquest sistema va començar ja als anys 50 del segle passat, i els desenvolupaments militars nord-americans van servir de base per a això. Al voltant de la mateixa època, l'URSS va desenvolupar un reactor de primer tipus, però amb un sistema de moderació, en la funció del qual s'utilitzaven barres de grafit.

Així va aparèixer el reactor refrigerat per gas, que utilitzen moltes centrals nuclears a Rússia. La ràpida acceleració de la construcció d'estacions d'aquest model en particular es va deure al fet que els reactors produïen plutoni de qualitat per a armes com a subproducte. A més, fins i tot l'urani natural normal, els dipòsits del qual al nostre país són molt grans, és adequat com a combustible per a aquesta varietat.

Un altre tipus de reactor força estès arreu del món és el model d'aigua pesada alimentat amb urani natural. Al principi, aquests models van ser creats per gairebé tots els països que tenien accés als reactors nuclears, peròavui, només Canadà es troba entre els seus explotadors, a les entranyes dels quals hi ha els jaciments més rics d'urani natural.

Com s'han millorat els reactors?

Primer, l'acer normal es va utilitzar per a la fabricació de revestiments de barres de combustible i canals de circulació. En aquell moment, encara no se sabia sobre els aliatges de zirconi, que són molt més adequats per a aquests propòsits. El reactor es va refredar amb aigua subministrada a una pressió de 10 atmosferes.

El vapor alliberat al mateix temps tenia una temperatura de 280 graus. Tots els canals on es trobaven les barres de combustible es van fer desmuntables, ja que s'havien de substituir amb relativa freqüència. El fet és que a la zona d'activitat del combustible nuclear, els materials es sotmeten a deformació i destrucció bastant ràpidament. De fet, els elements estructurals del nucli estan dissenyats durant 30 anys, però en aquests casos, l'optimisme és inacceptable.

Barres de combustible

En aquest cas, els científics van decidir utilitzar una variant amb refrigeració tubular unilateral. Aquest disseny redueix dràsticament les possibilitats que els productes de fissió entrin al circuit d'intercanvi de calor fins i tot en cas de dany a l'element de combustible. El mateix combustible nuclear és un aliatge d'urani i molibdè. Aquesta solució va permetre crear equips relativament econòmics i fiables que poden funcionar de manera estable fins i tot a temperatures significativament elevades.

Txernòbil

Per estrany que sembli, però l'infame Txernòbil, la central nuclear de la qual es va convertir en un símbol dels desastres provocats per l'home del segle passat, va ser un autèntic triomf de la ciència. En aquella època, en la seva construcció i disseny s'utilitzaven les tecnologies més avançades. Només la potència del reactor va arribar als 3200 MW. El combustible també era nou: es va utilitzar per primera vegada diòxid d'urani natural enriquit a la central nuclear de Txernòbil. Una tona d'aquest combustible conté només 20 quilos d'urani-235. En total, es van carregar al reactor 180 tones de diòxid d'urani. Encara no se sap exactament qui i amb quina finalitat va decidir dur a terme un experiment a l'estació que va contradir totes les normes de seguretat imaginables.

Centrals nuclears a Rússia

Si no fos pel desastre de Txernòbil, al nostre país (probablement) encara continuaria el programa per a la construcció més àmplia i estesa de centrals nuclears. En qualsevol cas, aquest era l'enfocament previst a l'URSS.

En general, immediatament després de Txernòbil, molts programes van començar a reduir-se de manera massiva, la qual cosa va provocar immediatament un augment dels preus de molts tipus de transportadors de calor "ecològics". En moltes zones, es van veure obligats a tornar a la construcció de centrals tèrmiques, que (incloent-hi) fins i tot treballen amb carbó, continuant contaminant monstruosament l'atmosfera de les grans ciutats.

A mitjans de la dècada del 2000, el govern, tanmateix, es va adonar de la necessitat de desenvolupar el programa nuclear, ja que sense ell seria simplement impossible proporcionar a moltes regions del nostre país la quantitat d'energia necessària.

Quantes centrals nuclears tenim avui al nostre país? Només deu. Sí, totes són centrals nuclears russes. Però fins i tot aquesta xifra genera més del 16% de l'energia que es consumeixels nostres ciutadans. La capacitat de les 33 centrals que operen com a part d'aquestes centrals nuclears és de 25,2 GW. Gairebé el 37% de les necessitats d'electricitat de les nostres regions del nord es cobreixen amb centrals nuclears.

Una de les més famoses és la central nuclear de Leningrad, construïda l'any 1973. Actualment, s'està duent a terme una construcció intensiva de la segona etapa, que permetrà augmentar la capacitat de producció (4 mil MW) almenys dues vegades.

CNN d'Ucraïna

La Unió Soviètica va fer molt, fins i tot pel desenvolupament de l'energia a les repúbliques de la unió. Així, Lituània en un moment va rebre no només una excel·lent infraestructura i moltes empreses industrials, sinó també la central nuclear d'Ignalina, que fins al 2005 va ser un autèntic "Pockmarked Chicken", proporcionant gairebé tota la regió del Bàltic barat (i propi!) Energia.

Però el regal principal es va fer a Ucraïna, que va rebre quatre centrals elèctriques alhora. La central nuclear de Zaporozhye és generalment la més potent d'Europa, amb 6 GW d'energia alhora. En general, les centrals nuclears d'Ucraïna li donen l'oportunitat de proveir-se d'electricitat de manera independent, de la qual Lituània ja no pot presumir.

Ara funcionen les mateixes quatre estacions: Zaporozhye, Rivne, South-Ukrainian i Khmelnitsky. Contràriament a la creença popular, el tercer bloc de la central nuclear de Txernòbil va continuar funcionant fins a l'any 2000, subministrant regularment electricitat a la regió. Actualment, el 46% de tota l'electricitat ucraïnesa la produeixen les centrals nuclears d'Ucraïna.

Les estranyes ambicions polítiques de les autoritats del país van fer que el 2011 foses va prendre la decisió de substituir els elements de combustible russos per altres americans. L'experiment va fracassar completament i es van causar danys gairebé 200 milions de dòlars a la indústria ucraïnesa.

Perspectives

Avui, els beneficis de l'àtom pacífic tornen a ser recordats a tot el món. Una ciutat sencera es pot subministrar amb energia d'una petita i primitiva central nuclear, que consumeix unes 2 tones de combustible a l'any. Quant de gas o carbó caldrà cremar durant el mateix període? Per tant, les perspectives de la tecnologia són enormes: els tipus d'energia tradicionals creixen constantment de preu i el seu nombre està disminuint.