Vaša košarica je prazna

Kupovina

komad: 0

Ukupno: 0,00

0

Nuklearna elektrana

Nuklearna elektrana

Energija koja se oslobađa prilikom nuklearne fisije koristi se za proizvodnju električne energije.

Geografija

Ključne riječi

nuklearna elektrana, Reaktor blok, nuklearna energija, elektrana, proizvodnja energije, generator, nuklearno, nuklearna fisija, energija, atom, uranij, radioaktivnost, Paks, električna struja, kvantna fizika, radijacija, čestica, fizika čestica, geografija, fizika, Dunav

Povezani dodatci

3D modeli

Nuklearna elektrana

  • vodozahvatni objekt
  • cjevovod rashladne vode
  • blok reaktora
  • električna mreža
  • skladište radioaktivnog otpada

Nuklearna elektrana je vrsta termoelektrane, kako se u kotlu (reaktoru) oslobođena toplina odvodi pomoću rashladnog sredstva i koristi za generiranje vodene pare. Od ostalih termoelektrana se razlikuje po tome da se potrebna toplina oslobađa prilikom nuklearne fisije.

Najveći broj reaktora koji su danas u pogonu su reaktori s vodom pod tlakom. Ima ih oko 300, a proizvode 60% atomske energije u svijetu. U takvoj vrsti reaktora toplina se odvodi u čeličnu posudu reaktora, u kojoj su gorivne šipke okružene vodom pod visokim tlakom (primarni krug). Voda ima dvostruku ulogu: ona djeluje kao moderator, a ujedno i odvodi vodu pod visokim tlakom, te je ujedno i rashladno sredstvo koje nastalu toplinu predaje iz primarnog u sekundarni krug. Voda cirkulira u dva odvojena sustava.

Primarni krug:
Prilikom ulaska u primarni krug, voda je zagrijana do temperature od 275 °C, a zatim se pri nuklearnoj reakciji slabo obogaćenog uranij-oksida (3-4%) zagrijava na 315 °C. Kako se voda ne bi pretvorila u paru, održava se pod visokim tlakom (100-150 bara).

Sekundarni krug:
Nastalu toplinu voda prenosi u parogenerator, u kojem je pritisak puno manji (40-60 bara) i uslijed toga voda zavrije. Nastala para se odvodi turbini. Na takav način je osigurano da primarna voda koja je u reakciji sa jezgrom reaktora, pa tako sadržava i radioaktivne elemente, cirkulira u zatvorenom sustavu.

Nastala para predaje svoju energiju rotoru turbine, tj. mehanička energija se pretvara u električnu energiju. Električna struja se preko transformatora dostavlja na visokonaponsku mrežu.

Izgradnja nuklearnih elektrana je skupa, ali njen rad nije: nekoliko grami uranij dioksida je dovoljno za cjelogodišnju potrošnju struje jedne obitelji. Nuklearne elektrane su se pokazale ekološki dobroćudnim: nema štetnih, kancerogenih i zagađujućih emisija, ali se treba pobrinuti za sigurno odlaganje radioaktivnog otpada. Radioktivno zagađenje je minimalno: stanovništvo je izloženo zračenju koje uglavnom potječe od zemljine kore, kozmičkih zračenja i medicinskih naprava, a tek 0,01%, odnosno jedan deset tisućiti dio zračenja potječe od nuklearne industrije. Termoelektrana na ugljen emitira više radioaktivnog zračenja nego jedna nuklearna termoelektrana. Kada čovjek pojede jednu bananu, njegov je organizam izložen od prilike takvoj dozi zračenja, kakvu bi primio od 80 km udaljene nuklearne elektrane, u razdoblju od godinu dana.

Reaktor s vodom pod tlakom

  • turbina
  • generator
  • parogenerator
  • električna mreža
  • transformator
  • reaktor
  • dvostruki betonski zid

Proizvodnja energije

  • turbina
  • generator
  • parogenerator
  • električna mreža
  • transformator
  • reaktor
  • topla voda
  • uranijev dioksid
  • iskorištena para
  • rashladna voda
  • električna struja
  • kontrolni štapovi
  • primarni krug
  • sekundarni krug
  • rashladni krug

Primarni krug

  • gorivne šipke
  • kontrolni štapovi
  • parogenerator
  • topla voda
  • jezgra
  • primarni krug
  • pumpa

Sekundarni krug

  • parogenerator
  • para
  • turbina
  • iskorištena para
  • sekundarni krug
  • pumpa
  • kondenzator - U sekundarnom krugu iskorištena para iz turbina se u kondenzatoru rashladnog kruga pretvara u vodu, i s time se pritisak vode značajno smanjuje, na takav način osiguravši efekt usisavanja za paru iz turbina. Ako se para po izlasku iz turbine ne bi kondenzirala, turbina ne bi rotirala, kako bi pritisak s obje njene strane bio iste veličine.

Lančana reakcija

  • U₂₃₅
  • neutron
  • kontrolni štap

U reaktoru se odvija kontrolirana lančana reakcija. Jezgra uranija apsorbcijom neutrona cijepa se na dvije ili više lakših jezgri, dok se oslobađaju 2-3 neutrona i energija. Ova energija se koristi za zagrijavanje vode, dok neutroni izazivaju daljnje cijepanje atomskih jezgara.

Reakcija je regulirana, kontrolirana, kako kontrolne šipke apsorbiraju jedan dio neutrona. Bez njih bi lančana rekacija postala nekontrolirana, kao što je u slučaju atomske bombe.

Ako gurnemo kontrolnu šipku dublje u reaktor, to će smanjiti njegovu izlaznu snagu, a ako izvučemo kontrolnu šipku, to će povećati izlaznu snagu reaktora. Neutroni se usporavaju moderatorom, kako jezgru uranija mogu cijepati usporeni neutroni. U toj vrsti reaktora se kao moderator koristi voda.

Animacija

  • turbina
  • generator
  • parogenerator
  • električna mreža
  • transformator
  • reaktor
  • primarni krug
  • sekundarni krug
  • rashladni krug
  • U₂₃₅
  • neutron
  • kontrolni štap

Rashladni krug

  • rashladna voda
  • kondenzator - U sekundarnom krugu iskorištena para iz turbina se u kondenzatoru rashladnog kruga pretvara u vodu, i s time se pritisak vode značajno smanjuje, na takav način osiguravši efekt usisavanja za paru iz turbina. Ako se para po izlasku iz turbine ne bi kondenzirala, turbina ne bi rotirala, kako bi pritisak s obje njene strane bio iste veličine.
  • rashladni krug
  • pumpa

Naracija

Prvi nuklearni reaktor je pušten u pogon godine 1942. u Sjedinjenim Državama. Ključnu ulogu u njegovom razvitku su imali Enrico Fermi, Leó Szilárd i Jenő Wigner. U narednim desetljećima nuklearne elektrane su postale široko rasprostranjene diljem svijeta; trenutno u oko 200 nuklearnih elektrana radi više od 400 atomskih reaktora.

U reaktorima s vodom pod tlakom su radioaktivne gorivne šipke od uranij dioksida. Tijekom radioaktivnog raspada, oslobađa se toplina koja u primarnom krugu zagrijava vodu do 300 °C stupnjeva, no zbog prekomjernog pritiska od 123 bara, voda neće zavrijeti. U parogeneratoru se toplina prenosi na vodu koja cirkulira u sekundarnom krugu, koja se zagrijava do vrenja da bi se proizvela para pod pritiskom, za korištenje u parnoj turbini, te se pomoću generatora pretvara u električnu struju. Para koja izlazi iz turbina hladi se vodom. Kako voda u primarnom i sekundarnom krugu cirkulira u zatvorenom sustavu, voda za hlađenje ne sadrži nikakve radioakvne tvari.

U reaktoru se odvija kontrolirana lančana reakcija. Jezgra uranija apsorbcijom neutrona cijepa se na dvije ili više lakših jezgri, dok se oslobađaju 2-3 neutrona i energija. Ova energija se koristi za zagrijavanje vode, dok neutroni izazivaju daljnje cijepanje atomskih jezgara.

Reakcija je regulirana, kontrolirana, kako kontrolne šipke apsorbiraju jedan dio neutrona. Bez njih bi lančana rekacija postala nekontrolirana, kao što je u slučaju atomske bombe.

Ako gurnemo kontrolnu šipku dublje u reaktor, to će smanjiti njegovu izlaznu snagu, a ako izvučemo kontrolnu šipku, to će povećati izlaznu snagu reaktora. Neutroni se usporavaju moderatorom, kako jezgru uranija mogu cijepati usporeni neutroni. U toj vrsti reaktora se kao moderator koristi voda.

Suvremeni nuklearni reaktori u slučaju kvara negativnom povratnom spregom prestaju s radom automatski, bez vanjskih intervencija.

Povezani dodatci

Atomska bomba (1945)

Atomska bomba je jedna od najdestruktivnijih oružja povjesti.

Lančana reakcija

Energija koja se oslobađa prilikom nuklearne fisije može se koristiti za mirovne i vojne svrhe.

Radioaktivnost

Proces raspada nestabilnih atomskih jezgara naziva se radioaktivnost.

Temeljne čestice

Kvarkovi i leptoni grade materiju, silu među njima prenose bozoni.

Elektroenergetski sustav

Dostavlja električnu energiju od elektrane do potrošača.

Fuzijski reaktor

Fuzija atomske jezgre je ekološki način dobivanja energije, imamo praktično neograničen dostup do nje.

Kako funkcionira parna turbina?

Animacija nam pokazuje sklop i rad parnih turbina.

Laboratorij Marie Curie

Marie Curie, koja je osvojila Nobelovu nagradu i za fiziku i za kemiju, vjerojtano je jedna od najponatijih žena u povijesti znanosti.

Rutherfordov pokus

Rutherfordovim pokusom je dokazano postojanje atomske jezgre pozitivnog naboja. Na osnovu njegovih rezultata je izrađen novi model atoma.

Transformator

Transformator je uređaj koji služi za promjenu električnog napona.

Geotermalna elektrana

Geotermalna elektrana transformira energiju vruće, podzemne vode pod tlakom u električnu energiju.

Onečišćenje voda

Industrija, poljoprivreda i gradovi glavni su izvori onečišćenja voda.

Solarne elektrane

Solarne elektrane energiju sunčevih zraka pretvaraju u električnu energiju.

Sunce

Promjer Sunca približno je 109 puta veći od promjera Zemlje. Većinu njegove mase čini vodik.

Vjetroelektrane

Vjetroelektrane pokretnu energiju vjetra transformiraju u električnu energiju.

Bioplinska elektrana

Bioplin se može proizvoditi od organskih tvari (gnojivo, biljni dijelovi, organski otpadi) uz pomoć bakterija. Bioplin je mješavina metana i ugljičnog...

Elektrana na plimu i oseku

Energija plime i oseke spada u oblik hidroenergije, koja gibanje mora uzrokovano padom i porastom razine mora koristi za transformaciju u električnu energiju.

Kako funkcionira solarna ćelija i solarni kolektor?

Sunčevu energiju možemo koristiti pomoću solarnih ćelija i kolektora.

Proizvodnja izmjenične struje

Električna energija može se proizvesti okretanjem vodiča u obliku petlje unutar magnetskog polja.

Razvoj nebeske mehanike

Animacija prikazuje rad fizičara i astronauta, koji su imali velik utjecaj na sliku koja danas živi u nama o univezumu.

Termoelektrana (na bazi ugljikovodika)

Termoelektrana pretvara energiju koja se oslobađa tijekom izgaranja fosilnih goriva ili obnovljivih izvora energije u električnu struju.

Vodena turbina, generator

Pretvara kinetičku energiju vode u električnu energiju.

Zeleni automobili

Kombiniranjem benzinskog i električnog pogona automobila možemo smanjiti onečišćavanje zraka.

Hidroelektrana (Hooverova brana, SAD)

Golema brana na američkoj rijeci Colorado, koja je ime dobila po jednom američkom predsjedniku.

Onečišćenje zraka

Animacija nam prikazuje glavne izvore onečišćenja zraka: poljoprivreda, industrija i urbana naselja.

Zagađivanje okoliša

Nepovoljni efekti ljudskog društva utječu na okoliš, a to se naziva zagađivanjem okoliša.

Added to your cart.