Вашата кошница е празна

Пазаруване

Количество: 0

Общо: 0,00

0

Атомна електроцентрала

Атомна електроцентрала

В атомните електроцентрали освободената при ядрената реакция енергия се преобразува в електроенергия.

География и икономика

Ключови думи

атомна електроцентрала, блок реактор, ядрена енергия, електроцентрала, производство на енергия, генератор, ядрен, разпукване, Енергия, атом, уран, радиоактивност, Paks, Ампераж, квантовата физика, радиация, частица, физиката на елементарните частици, география, физика, Дунав

Свързани ресурси

Сцени

Атомна електроцентрала

  • съоръжение, през което постъпва водата
  • тръбопровод за охлаждащата вода
  • реактор
  • електропроводна линия
  • хранилище за радиоактивни отпадъци

Атомната електроцентрала е един от видовете топлоцентрали, тъй като освободената в реактора топлина с помощта на някакъв охладител се отвежда от него и се използва за производство на пара. Разликата от другите видове топлоцентрали е само в начина на получаване на топлинна енергия – тук тя се получава като резултат от деленето на атомните ядра.

В най-разпространения вид ядрени централи се използват водно–водни ядрени реактори, в чиито корпуси водата е под налягане. По света действат около 300 реактора от този вид и произвеждат около 60% от световното производство на електроенергия.

В реакторите с вода под налягане водата циркулира в два независими контура, които са изолирани един от друг.

В първичния контур топлинната енергия се отделя в стоманения корпус на реактора, в който се намират касетките с ядрено гориво, заобиколени от вода под налягане – оттук и названието „реактори с вода под налягане“.

Водата изпълнява две функции: първо, тя действа като забавител на неутроните; второ – изпълнява ролята и на топлоносител: тя отвежда топлината до топлообменника, в който топлинната енергия се предава на системата с ниско налягане (вторичен контур). Така вода циркулира в два независими контура.

Първичен контур:

В първичния контур постъпва вода с температура примерно 275°C. В резултат от ядрената реакция на делене на нискообогатен уранов диоксид (3 – 4%) се отделя топлина, която загрява водата до около 315°C. За да се предотврати парообразуването, вътре в корпуса се поддържа високо налягане (100 – 150 бара).

Водата в първичния контур съдържа радиоактивни частици (получени при досега ѝ с ядрото на реактора), поради което тя циркулира в затворена, изолирана система.

Вторичен контур:

Водата в първичния контур пренася получената топлинна енергия в топлообменника, в който налягането е много по-ниско (40 – 60 бара). При това понижено налягане водата във вторичния контур започва да кипи и от парогенератора получената пара се отправя към турбините. Вторичният контур осигурява изолираност на системата, в която циркулира водата, имаща достъп до активната зона на реактора (и съдържа примеси от радиоактивни елементи).

Водната пара удря лопатките на турбината и тя се завърта. Получената кинетична енергия се преобразува от генератора в електроенергия. По-нататък с помощта на трансформатор напрежението се повишава и енергията се подава на високоволтните електропроводни линии за пренасяне до потребителите.

Построяването на нови атомни електроцентрали изисква големи капиталовложения, но затова пък експлоатацията им е икономична: няколко грама уранов диоксид задоволяват целогодишните нужди от електроенергия на едно средно семейство.

Работата на атомните електроцентрали не нанася вреди на околната среда, тъй като при тях липсват вредни емисии. С радиоактивните отпадъци, получени при тяхното действие, трябва да се процедира внимателно и да се съхраняват безопасно.

Радиоактивното замърсяване, предизвикано от атомните електроцентрали, е минимално и представлява само 0,01% от радиацията, която въздейства на населението. Източник на огромната останала част от тази радиация са земната кора, космическите лъчи и медицинската апаратура.

Електроцентралите, използващи въглеродни горива, отделят повече радиация, отколкото един ядрен реактор. Когато изяжда един банан, човек получава повече радиация, отколкото получава за година от ядрен реактор, отдалечен от него на 80 km.

Водно–воден реактор

  • турбина
  • генератор
  • топлообменник
  • електропроводна линия
  • трансформатор
  • корпус на реактора
  • двойна бетонна стена

Получаване на електроенергия

  • турбина
  • генератор
  • топлообменник
  • електропроводна линия
  • трансформатор
  • корпус на реактора
  • гореща вода
  • уранов диоксид
  • отработена пара
  • охлаждаща вода
  • електроенергия
  • регулиращи пръти
  • първичен контур
  • вторичен контур
  • контур за охлаждане

Първичен контур

  • пръти ядрено гориво
  • регулиращи пръти
  • топлообменник
  • гореща вода
  • активна зона
  • първичен контур
  • помпа

Вторичен контур

  • топлообменник
  • пара
  • турбина
  • отработена пара
  • вторичен контур
  • помпа
  • кондензор - Във вторичния кръг отработената пара, идваща от турбините, се втечнява в кондензора, който се охлажда от охладителния контур. По този начин налягането намалява значително и с това се осигурява всмукващ ефект за парата от турбините. Ако парата не кондензира след напускане на турбината, турбината не би се въртяла, тъй като налягането би било еднакво от двете страни на лопатките ѝ.

Верижна реакция

  • U₂₃₅
  • неутрон
  • регулиращ прът

В реакторите протича контролируема ядрена реакция.

Ядрата на урановите атоми поглъщат неутрон и се разцепват, освобождавайки 2 или 3 неутрона и енергия. Тази енергия се използва за нагряване на вода, докато неутроните разцепват други ядра.

Реакцията е контролирана, тъй като регулиращите пръти поглъщат определено количество неутрони. Без прътите реакцията би била неконтролируема, както при взрив на атомна бомба.

Реакцията може да бъде ускорена чрез изваждане на регулиращите пръти от зоната, в която е ядреното гориво, или забавена чрез спускането им вътре в нея.

Скоростта на неутроните се намалява с помощта на забавител. Това е необходимо, тъй като вероятността бавните неутрони да предизвикат разцепване на ядрото на урана, е по-голяма и така може да се поддържа верижната реакция. В реакторите с вода под налягане като забавител служи самата вода.

Анимация

  • турбина
  • генератор
  • топлообменник
  • електропроводна линия
  • трансформатор
  • корпус на реактора
  • първичен контур
  • вторичен контур
  • контур за охлаждане
  • U₂₃₅
  • неутрон
  • регулиращ прът

Контур за охлаждане

  • охлаждаща вода
  • кондензор - Във вторичния кръг отработената пара, идваща от турбините, се втечнява в кондензора, който се охлажда от охладителния контур. По този начин налягането намалява значително и с това се осигурява всмукващ ефект за парата от турбините. Ако парата не кондензира след напускане на турбината, турбината не би се въртяла, тъй като налягането би било еднакво от двете страни на лопатките ѝ.
  • охлаждащ контур
  • помпа

Дикторски текст

Първият ядрен реактор започва да действа в САЩ през 1942 г. Ключова роля при създаването му играят Енрико Ферми, Лео Сцилард и Юджин Вигнер.

През следващите десетилетия атомните електроцентрали получават широко разпространение, като сега в света работят около 200 централи с повече от 400 ядрени реактора.

В реакторите с вода под налягане радиоактивното гориво във вид на пръти от уранов диоксид се намира във водата. Разпадането на ядрата освобождава топлинна енергия, с помощта на която водата в първичния контур се нагрява до около 300°C. Заради високото налягане в този контур, въпреки високата температура, водата не може да закипи.

В топлообменника топлината достига водата, която циркулира във вторичния контур. Тъй като в него налягането е много по-ниско, водата в този контур кипи и получената пара се използва да върти турбините, чиято енергия на движението се преобразува от генератора в електроенергия.

След това отработената пара се охлажда с вода. Тъй като водата и в първичния, и във вторичния контур циркулира в независими една от друга затворени системи, охлаждащата вода не съдържа радиоактивни частици.

В реакторите протича контролируема верижна реакция.

Ядрата на атомите на урана поглъщат неутрони, в резултат на което се разцепват, освобождавайки 2 или 3 неутрона и енергия. Тази енергия се използва за нагряване на вода, докато неутроните разцепват други атомни ядра.

Реакцията е контролируема, защото регулиращите пръти поглъщат част от освободените неутрони. Без този процес реакцията би била неуправляема, както при взрив на атомна бомба.

Реакцията може да се ускори, като регулиращите пръти се извадят от зоната, в която са касетите с ядрено гориво, а може да се забави, като прътите се спуснат по-навътре в нея.

Скоростта на неутроните се намалява с помощта на забавител. Това е необходимо, защото бавните неутрони с по-голяма вероятност предизвикват делене на урановите атоми и поддържат верижната реакция. В реакторите с вода под налягане водата служи също и като забавител.

В случай на неизправност съвременните реактори използват отрицателна обратна връзка, за да се изключат автоматично.

Свързани ресурси

Елементарни частици

Материята е изградена от кварки и лептони, а взаимодействията се предават от бозоните.

Радиоактивност

Процесът на разпадане на нестабилните ядра се нарича радиоактивност.

Верижна реакция

Освободената при делене на атомното ядро енергия може да се използва както за мирни, така...

Атомни бомби (1945)

Атомната бомба е едно от най-разрушителните оръжия в човешката история.

Лабораторията на Мария Кюри

Мария Кюри, единственият човек, удостоен два пъти с Нобелова награда в две различни...

Опитът на Ръдърфорд

Опитът на Ръдърфорд доказа, че съществуват положително заредени атомни ядра. Този опит...

Термоядрен реактор

Термоядреният синтез е природосъобразен и неограничен на практика източник на енергия.

Electricity supply network

The purpose of the electricity supply network is to provide electricity for consumers.

How does it work? - Impulse steam turbine

This animation demonstrates the structure and operation of impulse turbines.

Transformer

A transformer is a device used for converting the voltage of electric current.

Слънце

Диаметърът на Слънцето е около 109 пъти по-голям от този на Земята. Състои се в голямато...

Вятърна електроцентрала

Вятърните електроцентрали преобразуват енергията на вятъра в електрична енергия.

Слънчева електроцентрала

Слънчевата електроцентрала превръща слънчевата енергия в електричество.

Замърсяване на водите

Основните източници на замърсяване на водите са промишлеността, селското стопанство и бита.

Geothermal power station

Geothermal power stations convert energy of hot, high-pressure water found in deeper...

Как работят слънчевата батерия и слънчевият колектор?

Анимацията показва как може да се използва слънчевата енергия.

Екологично чисти автомобили

Когато при задвижването на автомобила се съчетаят стандартен двигател с вътрешно горене и...

Приливна водна електроцентрала

Водна електроцентрала, която преобразува енергията на морските приливи и отливи в...

Топлоелектроцентрала (с изкопаеми горива)

Топлоелектроцентралата преобразува енергията, получена при изгарянето на изкопаеми горива...

Развитие на небесната механика

Анимацията ни въвежда в света на астрономи и физици, променили нашата представа за вселената.

Biogas power plant

Biogas can be produced from organic material (manure, plant waste, organic waste) using...

Generating alternating current

Electric current can be generated by rotating an armature loop in a magnetic field.

Water turbine, generator

Water turbines convert the kinetic energy of water into electric current.

ВЕЦ „Хувър Дем“

Величествената язовирна стена на река Колорадо в САЩ е наречена на Хърбърт Хувър, 31-вия...

Замърсяване на околната среда

Замърсяване на околната среда се нарича неблагоприятното въздействие, което дейността на...

Air pollution

This animation demonstrates the main sources of air pollution: Agricultural, industrial...

Added to your cart.