Coșul dvs. este gol.

Cumpără

Cantitate: 0

Total: 0,00

0

Centrală nucleară

Centrală nucleară

Centralele nucleare convertesc energia eliberată în timpul reacțiilor nucleare în energie electrică.

Geografie

Cuvinte cheie

centrală nucleară, bloc reactor, energie nucleară, centrală, producție de energie, generator, nuclear, fisiune, energie, atom, Uraniu, radioactivitate, Paks, curent electric, fizică cuantică, radiație, particulă, fizica particulelor, geografie, fizică, Dunărea

Suplimente asociate

Animații

Centrală nucleară

  • stație de captare a apei
  • conducte de răcire a apei
  • bloc reactor
  • linie electrică
  • depozit de deșeuri radioactive

Centrala nucleară este un tip de centrală termică, deoarece combustibilul este folosit pentru a genera căldură. Căldura eliberată în cazan (denumit reactor) este transportată de un agent de răcire și utilizată la producerea de abur. Deosebirea faţă de alte tipuri de centrale termice este că căldura necesară este eliberată printr-un alt proces, și anume prin fisiune nucleară.

Cel mai răspândit tip de centrală nucleară este centrala cu reactor cu apă sub presiune. Există aproximativ 300 de astfel de reactoare în lume, care produc 60% din energia nucleară.
În reactoarele cu apă sub presiune, apa circulă în două circuite separate, izolate unul de celălalt. Denumirea de reactor cu apă sub presiune se datorează faptului că generarea căldurii are loc în vasul de oțel al reactorului nuclear unde barele de combustibil sunt înconjurate de apă sub presiune (circuitul primar). Apa are un rol dublu: pe de o parte acționează ca un moderator, pe de altă parte apa sub presiune este transferată la schimbătorul de căldură unde energia termică generată este transmisă unui sistem cu presiune joasă (circuitul secundar).

Circuitul primar:

Apa intră în circuitul primar la o temperatură de aproximativ 275 °C, și se încălzește la circa 315 °C prin reacția nucleară a dioxidului de uraniu slab îmbogățit (3-4%). Apa este menținută sub presiune ridicată (100-150 bari) pentru a preveni transformarea sa în aburi.

În circuitul primar, apa, care conţine particule radioactive (dat fiind că este în contact cu inima reactorului), circulă în cadrul unui sistem închis, izolat.

Circuitul secundar:

Căldura generată este transportată de apă în rezervorul schimbătorului de căldură. Aici presiunea este mult mai mică (40-60 bari). Din acest motiv, apa fierbe, aburul rezultat fiind direcționat către turbine.

Presiunea imensă a aburului pune în mișcare paletele turbinei. Energia cinetică obținută este transformată în energie electrică de un generator. Curentul electric este apoi condus către liniile de transport de înaltă tensiune prin transformatoare.

Construcția centralelor nucleare este costisitoare, însă exploatarea lor implică costuri reduse: câteva grame de dioxid de uraniu asigură necesarul anual de energie electrică al unei familii medii.
Funcționarea lor este ecologică: nu există emisii nocive, cancerigene și poluante. Cu toate acestea, trebuie asigurată manipularea și depozitarea în siguranță a barelor de combustibil radioactive uzate. Poluarea radioactivă produsă de centralele nucleare este minimă: sursa principală o constituie scoarța terestră, radiațiile cosmice și instrumentele medicale, și doar 0,01% este generată de industria nucleară. Centralele termoelectrice care folosesc drept combustibil cărbunele, emit mai multe radiații decât un reactor nuclear. La consumarea unei banane, doza de radiație care ajunge în organism este aproximativ egală cu cea absorbită pe durata unui an dacă o persoană locuiește la o distanță de 80 km de un reactor nuclear.

Reactor cu apă sub presiune

  • turbină
  • generator
  • schimbător de căldură
  • linie electrică
  • transformator
  • vasul reactorului
  • perete dublu de beton

Producție de energie

  • turbină
  • generator
  • schimbător de căldură
  • linie electrică
  • transformator
  • vasul reactorului
  • apă fierbinte
  • dioxid de uraniu
  • abur uzat
  • apă de răcire
  • curent electric
  • bare de control
  • circuit primar
  • circuit secundar
  • circuit de răcire

Circuit primar

  • bare de combustibil
  • bare de control
  • schimbător de căldură
  • apă fierbinte
  • inima reactorului
  • circuit primar
  • pompă

Circuit secundar

  • schimbător de căldură
  • abur
  • turbină
  • abur uzat
  • circuit secundar
  • pompă
  • condensator - În circuitul secundar, aburul uzat evacuat din turbine este transformat în apă în condensatorul răcit de circuitul de răcire. Presiunea sa este redusă semnificativ, exercitând astfel un efect de aspirație asupra aburului provenit de la turbină. În cazul în care aburul nu s-ar condensa după ieșirea din turbină, aceasta nu s-ar roti, presiunea fiind aceeași pe ambele părți.

Reacție în lanț

  • U₂₃₅
  • neutron
  • bară de control

În reactoare are loc o reacție în lanț controlată. Atomii de uraniu absorb neutroni și apoi se divid, eliberând 2-3 neutroni și energie. Această energie este folosită la încălzirea apei, în timp ce neutronii dezintegrează alte nuclee atomice.

Reacția este controlată deoarece barele de control absorb un anumit număr de neutroni. Fără aceasta, ar avea loc reacții în lanț necontrolate, asemenea proceselor care au loc în timpul exploziei unei bombe nucleare.

Când barele de control sunt scoase din ansamblul de combustibil, reacția poate fi accelerată, iar când sunt împinse la loc în ansamblul de combustibil, reacția încetinește.
Viteza neutronilor este încetinită cu ajutorul unui agent moderator. Acest lucru este necesar deoarece neutronii lenți pot cauza fisiunea nucleară a atomilor de uraniu în continuare şi susţine o reacţie în lanţ. În reactoarele cu apă sub presiune, apa este folosită şi ca moderator.

Animație

  • turbină
  • generator
  • schimbător de căldură
  • linie electrică
  • transformator
  • vasul reactorului
  • circuit primar
  • circuit secundar
  • circuit de răcire
  • U₂₃₅
  • neutron
  • bară de control

Circuit de răcire

  • apă de răcire
  • condensator - În circuitul secundar, aburul uzat evacuat din turbine este transformat în apă în condensatorul răcit de circuitul de răcire. Presiunea sa este redusă semnificativ, exercitând astfel un efect de aspirație asupra aburului provenit de la turbină. În cazul în care aburul nu s-ar condensa după ieșirea din turbină, aceasta nu s-ar roti, presiunea fiind aceeași pe ambele părți.
  • circuit de răcire
  • pompă

Narațiune

Primul reactor nuclear a fost pus în funcțiune în SUA în 1942. În dezvoltarea acestuia, un rol-cheie l-au avut Enrico Fermi, Leó Szilárd și Eugene Wigner. În următoarele decenii, centralele nucleare s-au răspândit în toată lumea, în prezent existând aproximativ 200 de centrale nucleare în funcţiune, cu peste 400 de reactoare.

În reactoarele cu apă sub presiune se folosesc bare de combustibil din dioxid de uraniu. În timpul fisiunii nucleare se eliberează căldură. Cu ajutorul căldurii, în circuitul primar, apa este încălzită la 300° C. Aceasta însă nu fierbe din cauza presiunii foarte înalte din circuit.

În schimbătorul de căldură, căldura generată este transferată apei care circulă în circuitul secundar. Deoarece în circuitul secundar presiunea este mult mai scăzută, apa fierbe, iar aburul rezultat este utilizat la rotirea turbinelor, a căror mișcare este convertită de generator în curent electric.

Aburul uzat este răcit cu apă. Datorită faptului că în circuitul primar și în cel secundar apa circulă în sistem închis, apa de răcire nu conține particule radioactive.

În reactoare are loc o reacție în lanț controlată. Atomii de uraniu absorb neutroni și apoi se divid, eliberând 2-3 neutroni și energie. Această energie este folosită la încălzirea apei, în timp ce neutronii dezintegrează alte nuclee atomice.

Reacția este controlată deoarece barele de control absorb un anumit număr de neutroni. Fără aceasta, ar avea loc reacții în lanț necontrolate, asemenea proceselor care au loc în timpul exploziei unei bombe nucleare.

Când barele de control sunt scoase din ansamblul de combustibil, reacția poate fi accelerată, iar când sunt împinse la loc în ansamblul de combustibil, reacția încetinește.

Viteza neutronilor este încetinită cu ajutorul unui agent moderator. Acest lucru este necesar deoarece neutronii lenți pot cauza fisiunea nucleară a atomilor de uraniu în continuare şi susţine o reacţie în lanţ. În reactoarele cu apă sub presiune, apa este folosită şi ca moderator.

În cazul defecțiunilor de funcționare, reactoarele moderne se pot opri singure în mod automat, cu ajutorul sistemelor de reacție negativă.

Suplimente asociate

Bombe atomice (1945)

Bomba atomică este una dintre cele mai distrugătoare arme din istoria omenirii.

Particulele elementare

Materia se compune din quarcuri și leptoni, interacțiunile fiind mediate de bozoni.

Radioactivitatea

Numim radioactivitate procesul de dezintegrare a nucleelor atomilor instabili.

Reacție în lanț

Energia eliberată în timpul fisiunii nucleare poate fi utilizată atât în scop militar, cât și în scop civil.

Cum funcționează turbina cu abur cu acțiune?

Animația prezintă structura și modul de funcționare al turbinelor cu abur cu acțiune.

Experimentul Rutherford

Experimentul Rutherford a demonstrat existența nucleelor atomice încărcate pozitiv. Rezultatele experimentului au condus la elaborarea unui nou model atomic.

Laboratorul lui Marie Curie

Marie Curie, singura care a primit Premiul Nobel în două științe diferite, este probabil cea mai cunoscută femeie din istoria științei.

Rețea de alimentare cu energie electrică

Rețelele de alimentare cu energie electrică asigură transportul curentului electric de la centralele electrice la consumatori.

Reactor de fuziune nucleară

În viitor, fuziunea nucleară va servi ca o sursă de energie ecologică nelimitată.

Transformator

Transformatorul este un dispozitiv care transformă parametrii energiei electrice.

Centrală electrică eoliană

Centralele eoliene transformă energia cinetică a vântului în electricitate.

Centrală electrică solară

Centralele electrice solare transformă energia solară în electricitate.

Centrală geotermală

Centrale geotermale transformă energia apel subterane fierbinți cu presiune înaltă în electricitate.

Poluarea apei

Principalele surse de poluare a apei sunt zonele urbane, industria și agricultura.

Soarele

Diametrul Soarelui este de 109 mai mare decât cel al Pământului. Masa sa este compusă în principal din hidrogen.

Autovehicule ecologice

Prin combinarea unui motor cu ardere internă cu un motor electric se obține reducerea emisiilor.

Centrală mareomotrică

Centralele mareomotrice utilizează fluctuația zilnică a nivelului apei pentru a produce electricitate.

Cum funcționează panoul solar și colectorul solar?

Animația prezintă modurile de utilizare ale energiei solare.

Evoluția mecanicii cerești

Animația prezintă activitatea științifică a astronomilor și fizicienilor ale căror cercetări au influențat imaginea noastră despre univers.

Generarea curentului alternativ

Prin rotirea unei spire într-un câmp magnetic se obține curent electric.

Termocentrală (combustibil de hidrocarburi)

Termocentralele transformă energia degajată de arderea combustibililor fosili sau a resurselor regenerabile în electricitate.

Turbină hidraulică, generator

Turbinele hidraulice transformă energia cinetică a apei în curent electric.

Uzină de biogaz

Biogazul este produs din materie organică (îngrășăminte naturale, deșeuri vegetale, deșeuri organice) cu ajutorul bacteriilor. Biogazul este un amestec de...

Hidrocentrală (Barajul Hoover, SUA)

Barajul imens construit pe fluviul Colorado în Statele Unite ale Americii a fost numit după unul din foștii președinți americani.

Poluarea aerului

Animația prezintă principalele surse de poluare a aerului: poluarea agricolă, idustrială și urbană.

Poluarea mediului

Poluarea este efectul negativ al activității umane asupra mediului înconjurător.

Added to your cart.