NPP: მუშაობის პრინციპი და მოწყობილობა. ატომური ელექტროსადგურების შექმნის ისტორია

2024 ავტორი: Henry Conors | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-02-12 09:40

მეოცე საუკუნის შუა ხანებში კაცობრიობის საუკეთესო გონება ერთდროულად მუშაობდა ორ ამოცანაზე: ატომური ბომბის შექმნაზე და ასევე იმაზე, თუ როგორ გამოეყენებინათ ატომის ენერგია მშვიდობიანი მიზნებისთვის. ასე გაჩნდა მსოფლიოში პირველი ატომური ელექტროსადგურები. როგორია ატომური ელექტროსადგურის მუშაობის პრინციპი? და სად მდებარეობს მსოფლიოში ამ ელექტროსადგურებიდან ყველაზე დიდი?

ატომური ენერგიის ისტორია და მახასიათებლები

„ენერგია ყველაფრის სათავეა“– ასე შეგიძლიათ 21-ე საუკუნის ობიექტური რეალობის გათვალისწინებით ცნობილი ანდაზის პერიფრაზირება. ტექნოლოგიური პროგრესის ყოველი ახალი რაუნდის დროს კაცობრიობას მისი მზარდი რაოდენობა სჭირდება. დღეს „მშვიდობიანი ატომის“ენერგია აქტიურად გამოიყენება ეკონომიკასა და წარმოებაში და არა მხოლოდ ენერგეტიკულ სექტორში.

ე.წ.

ბირთვული ენერგია მძიმე ინდუსტრიის ფილიალია, რომელიც ატომის კინეტიკური ენერგიისგან იღებს სითბოს და ელექტროენერგიას.

როდის გამოჩნდნენპირველი ატომური ელექტროსადგურები? საბჭოთა მეცნიერებმა ჯერ კიდევ 40-იან წლებში შეისწავლეს ასეთი ელექტროსადგურების მუშაობის პრინციპი. სხვათა შორის, პარალელურად მათ პირველი ატომური ბომბიც გამოიგონეს. ამრიგად, ატომი "მშვიდობიანი" და მომაკვდინებელი იყო.

1948 წელს ი.ვ.კურჩატოვმა შესთავაზა საბჭოთა მთავრობას დაეწყო პირდაპირი სამუშაოები ატომური ენერგიის მოპოვებაზე. ორი წლის შემდეგ, საბჭოთა კავშირში (ქალაქ ობნინსკში, კალუგის რეგიონი) დაიწყო პლანეტაზე პირველი ატომური ელექტროსადგურის მშენებლობა..

ყველა ატომური ელექტროსადგურის მუშაობის პრინციპი მსგავსია და ამის გაგება სულაც არ არის რთული. ეს შემდგომში იქნება განხილული.

NPP: მოქმედების პრინციპი (ფოტო და აღწერა)

ნებისმიერი ატომური ელექტროსადგურის მუშაობა ემყარება ძლიერ რეაქციას, რომელიც ხდება ატომის ბირთვის დაშლის დროს. ამ პროცესში ყველაზე ხშირად მონაწილეობენ ურანი-235 ან პლუტონიუმის ატომები. ატომების ბირთვი ყოფს ნეიტრონს, რომელიც მათში შედის გარედან. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ახალი ნეიტრონები, ასევე დაშლის ფრაგმენტები, რომლებსაც აქვთ უზარმაზარი კინეტიკური ენერგია. სწორედ ეს ენერგიაა ნებისმიერი ატომური ელექტროსადგურის მთავარი და მთავარი პროდუქტი

ასე შეგიძლიათ აღწეროთ ატომური ელექტროსადგურის რეაქტორის მუშაობის პრინციპი. შემდეგ ფოტოზე ხედავთ როგორ გამოიყურება შიგნიდან.

არსებობს სამი ძირითადი ტიპის ბირთვული რეაქტორი:

• მაღალი სიმძლავრის არხის რეაქტორი (შემოკლებით RBMK);
• წნევის წყლის რეაქტორი (VVER);
• სწრაფი ნეიტრონული რეაქტორი (FN).

ცალკე, ღირს ატომური ელექტროსადგურების მუშაობის პრინციპის აღწერა მთლიანად. როგორ მუშაობს, განხილული იქნება.შემდეგ სტატიაში.

NPP მუშაობის პრინციპი (დიაგრამა)

ატომური ელექტროსადგური მუშაობს გარკვეულ პირობებში და მკაცრად განსაზღვრულ რეჟიმებში. გარდა ბირთვული რეაქტორისა (ერთი ან მეტი), ატომური ელექტროსადგურის სტრუქტურა მოიცავს სხვა სისტემებს, სპეციალურ ობიექტებს და მაღალკვალიფიციურ პერსონალს. როგორია ატომური ელექტროსადგურების მუშაობის პრინციპი? ეს შეიძლება მოკლედ აღწერილი იყოს შემდეგნაირად.

ნებისმიერი ატომური ელექტროსადგურის მთავარი ელემენტია ატომური რეაქტორი, რომელშიც მიმდინარეობს ყველა ძირითადი პროცესი. ჩვენ დავწერეთ რა ხდება რეაქტორში წინა განყოფილებაში. ბირთვული საწვავი (ჩვეულებრივ ყველაზე ხშირად ურანი) პატარა შავი მარცვლების სახით იკვებება ამ უზარმაზარ ქვაბში.

ატომურ რეაქტორში მიმდინარე რეაქციების დროს გამოთავისუფლებული ენერგია გარდაიქმნება სითბოდ და გადადის გამაგრილებელში (ჩვეულებრივ წყალში). უნდა აღინიშნოს, რომ ამ პროცესის დროს გამაგრილებელი ასევე იღებს გამოსხივების გარკვეულ დოზას.

შემდეგ, გამაგრილებლის სითბო გადადის ჩვეულებრივ წყალში (სპეციალური მოწყობილობების - სითბოს გადამცვლელების მეშვეობით), რომელიც შედეგად დუღს. მიღებული წყლის ორთქლი ამოძრავებს ტურბინას. ამ უკანასკნელთან დაკავშირებულია გენერატორი, რომელიც გამოიმუშავებს ელექტრო ენერგიას.

ამგვარად, ატომური ელექტროსადგურის მუშაობის პრინციპის მიხედვით, ეს არის იგივე თბოელექტროსადგური. განსხვავება მხოლოდ ისაა, თუ როგორ იწარმოება ორთქლი.

ატომური ენერგიის გეოგრაფია

ატომური ენერგიის წარმოების ქვეყნების ხუთეული ასეთია:

1. აშშ.
2. საფრანგეთი.
3. იაპონია.
4. რუსეთი.
5. სამხრეთ კორეა.

ამავდროულად, ამერიკის შეერთებული შტატები, რომელიც გამოიმუშავებს დაახლოებით 864 მილიარდ კვტ/სთ წელიწადში, აწარმოებს მსოფლიოს ელექტროენერგიის 20%-მდე.

მთლიანობაში 31 სახელმწიფო მუშაობს ატომურ ელექტროსადგურებზე. პლანეტის ყველა კონტინენტიდან მხოლოდ ორი (ანტარქტიდა და ავსტრალია) არის სრულიად თავისუფალი ბირთვული ენერგიისგან.

დღეს მსოფლიოში 388 ბირთვული რეაქტორი მუშაობს. მართალია, მათგან 45-ს წელიწადნახევარია ელექტროენერგია არ გამოიმუშავებს. ბირთვული რეაქტორების უმეტესობა მდებარეობს იაპონიასა და შეერთებულ შტატებში. მათი სრული გეოგრაფია წარმოდგენილია შემდეგ რუკაზე. ქვეყნები, რომლებსაც აქვთ მოქმედი ბირთვული რეაქტორები მონიშნულია მწვანედ, ასევე მითითებულია მათი საერთო რაოდენობა კონკრეტულ მდგომარეობაში.

ატომური ენერგიის განვითარება სხვადასხვა ქვეყანაში

ზოგადად, 2014 წლის მდგომარეობით, შეიმჩნევა ზოგადი ვარდნა ბირთვული ენერგიის განვითარებაში. ახალი ბირთვული რეაქტორების მშენებლობაში ლიდერები სამი ქვეყანაა: რუსეთი, ინდოეთი და ჩინეთი. გარდა ამისა, რამდენიმე სახელმწიფო, რომლებსაც არ აქვთ ატომური ელექტროსადგურები, გეგმავენ მათ აშენებას უახლოეს მომავალში. მათ შორისაა ყაზახეთი, მონღოლეთი, ინდონეზია, საუდის არაბეთი და ჩრდილოეთ აფრიკის რამდენიმე ქვეყანა.

მეორეს მხრივ, რიგმა სახელმწიფოებმა დაიწყეს ატომური ელექტროსადგურების რაოდენობის თანდათანობითი შემცირება. მათ შორისაა გერმანია, ბელგია და შვეიცარია. ზოგიერთ ქვეყანაში (იტალია, ავსტრია, დანია, ურუგვაი) ბირთვული ენერგია საკანონმდებლო დონეზე აკრძალულია.

ატომური ენერგიის ძირითადი პრობლემები

ატომური ენერგიის განვითარებასთან დაკავშირებული ერთი მნიშვნელოვანი ეკოლოგიური პრობლემაა. ეს არის გარემოს ე.წ თერმული დაბინძურება. ამრიგად, მრავალი ექსპერტის აზრით, ატომური ელექტროსადგურები უფრო მეტ სითბოს გამოყოფენ, ვიდრე იმავე სიმძლავრის თბოელექტროსადგურები. განსაკუთრებით საშიშია თერმული წყლის დაბინძურება, რომელიც არღვევს ბიოლოგიური ორგანიზმების სიცოცხლის ბუნებრივ პირობებს და იწვევს მრავალი სახეობის თევზის სიკვდილს.

ატომურ ენერგიასთან დაკავშირებული კიდევ ერთი მწვავე საკითხი ზოგადად ბირთვულ უსაფრთხოებას ეხება. პირველად კაცობრიობა სერიოზულად ფიქრობდა ამ პრობლემაზე 1986 წელს ჩერნობილის კატასტროფის შემდეგ. ჩერნობილის ატომური ელექტროსადგურის მუშაობის პრინციპი დიდად არ განსხვავდებოდა სხვა ატომური ელექტროსადგურებისგან. თუმცა, ამან ვერ გადაარჩინა იგი დიდი და სერიოზული უბედური შემთხვევისგან, რამაც ძალიან სერიოზული შედეგები მოჰყვა მთელ აღმოსავლეთ ევროპას.

უფრო მეტიც, ბირთვული ენერგიის საშიშროება არ შემოიფარგლება მხოლოდ ადამიანის მიერ გამოწვეული შესაძლო ავარიებით. ასე რომ, დიდი პრობლემები წარმოიქმნება ბირთვული ნარჩენების განადგურებასთან დაკავშირებით.

ატომური ენერგიის უპირატესობები

მიუხედავად ამისა, ბირთვული ენერგიის განვითარების მომხრეები ატომური ელექტროსადგურების აშკარა უპირატესობასაც ასახელებენ. ამრიგად, კერძოდ, მსოფლიო ბირთვულმა ასოციაციამ ცოტა ხნის წინ გამოაქვეყნა თავისი ანგარიში ძალიან საინტერესო მონაცემებით. მისი თქმით, ატომურ ელექტროსადგურებზე ერთი გიგავატი ელექტროენერგიის წარმოებას თან ახლავს ადამიანური მსხვერპლის რაოდენობა 43-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ტრადიციულ თბოელექტროსადგურებზე..

არის სხვა თანაბრად მნიშვნელოვანი სარგებელი. კერძოდ:

• იაფი ელექტროენერგიის წარმოება;
• ატომური ენერგიის გარემოს სისუფთავე (თერმული წყლის დაბინძურების გარდა);
• ატომური ელექტროსადგურების მკაცრი გეოგრაფიული მითითების ნაკლებობა საწვავის დიდ წყაროებზე.

დასკვნის ნაცვლად

1950 წელს აშენდა მსოფლიოში პირველი ატომური ელექტროსადგური. ატომური ელექტროსადგურების მუშაობის პრინციპი არის ატომის დაშლა ნეიტრონის დახმარებით. ეს პროცესი ათავისუფლებს ენერგიის უზარმაზარ რაოდენობას.

როგორც ჩანს, ბირთვული ენერგია განსაკუთრებული სიკეთეა კაცობრიობისთვის. თუმცა ისტორიამ სხვა რამ დაამტკიცა. კერძოდ, ორმა დიდმა ტრაგედიამ - 1986 წელს საბჭოთა ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე და 2011 წელს იაპონურ ელექტროსადგურზე Fukushima-1-ის ავარიამ - აჩვენა საშიშროება, რომელიც მოჰყვება "მშვიდობიან" ატომს. და დღეს მსოფლიოს ბევრმა ქვეყანამ დაიწყო ფიქრი ბირთვული ენერგიის ნაწილობრივ ან თუნდაც სრულ უარყოფაზე.