Zajímavý

Vše, co potřebujete vědět o jaderných elektrárnách

Vše, co potřebujete vědět o jaderných elektrárnách

Počet jaderných elektráren v průběhu let vzrostl. Je konec 400 jaderné elektrárny po celém světě od roku 2019. V současné době více než 14% světové elektřiny pochází z jaderných elektráren.

V roce 2018 se vyráběly pouze jaderné elektrárny v USA 807,1 miliardy kilowattů energie, což odpovídá 20% elektřiny národa.

SOUVISEJÍCÍ: VYHLEDEJTE SE DO PRVNÍ SVĚTOVÉ JADERNÉ ELEKTRÁRNY

Jak jaderné elektrárny vytvářejí energii?

Jednoduchá odpověď je jadernou reakcí. Pokud však budete kopat trochu hlouběji, odhalíte soubor složitých procesů, které nám umožní získávat energii z jaderných částic.

A v této příručce budeme důkladní!

Jaderné reakce jsou dvou typů - jaderné štěpení a jaderná fúze. K výrobě energie z jaderných reaktorů používáme jaderné štěpení. Důvodem, proč nepoužíváme jadernou fúzi, je to, že nemáme technologii, která je dostatečně vyspělá na to, aby tento proces proběhl bezpečně a nákladově efektivně.

Přesto již probíhá výzkum zaměřený na vytvoření udržitelné fúze energie.

Energie uvolněná z jaderných reakcí je ve formě tepla.

V jaderných elektrárnách se toto teplo emitované z reakcí používá k přeměně vody na přehřátou páru. Tato pára se pak používá k otáčení turbíny, která je připojena k generátoru.

Jak se turbína otáčí, generátor začíná vyrábět energii.

Co je jaderné štěpení a jak funguje?

Jaderné štěpení je proces štěpení atomu. Když je atom rozdělen, uvolňuje obrovské množství energie.

Jaderné elektrárny, které dnes používáme, využívají tuto energii a přeměňují ji na elektrickou energii.

Atom má kolem sebe jádro a elektrony. Jádro atomu se skládá z neutronů a protonů. Jádro je drženo pohromadě silou zvanou Silná jaderná síla.

Toto je nejsilnější síla v přírodě.

Jedním ze způsobů, jak můžeme překonat tuto sílu a rozdělit atom, je zasáhnout jádro neutronem.

V jaderném štěpení používáme atomy uranu kvůli jejich velké atomové velikosti. Velká velikost znamená, že atomová síla v ní není tak silná.

Proto existuje větší šance na rozdělení jádra.

Další výhodou uranu je, že i když je v přírodě vzácný, radioaktivita uranu dodává konstantní tok energie. Jedna libra uranu produkuje ekvivalentní energii jako tři miliony liber uhlí.

Při jaderném štěpení se vyrábějí neutrony s vysokou energií k bombardování jader uranu. Bombardování způsobí, že se jádro uranových jader rozdělí.

Tento proces uvolňuje velké množství energie a uvolňují se také neutrony v uranových jádrech. Tyto neutrony pak pokračují ve bombardování jinými atomy uranu.

Tento proces se změní v řetězovou reakci, kde každé bombardování vede k dalšímu bombardování. Aby se zajistilo, že tato řetězová reakce nevyjde z rukou, používají jaderné reaktory řídicí tyče, které absorbují neutrony.

Jaderné štěpení vytváří teplotu až 520 ° F (270 ° C) ve středu jaderného reaktoru.

Všechny jaderné elektrárny nejsou stejné. Jsou podobné druhům jaderného paliva, které používají, ale liší se ve způsobu ohřevu vody a její přeměny na páru.

Na základě této klasifikace lze jaderné elektrárny rozdělit do dvou částí:

  1. Vroucí vodní reaktor (BWR)
  2. Reakce pod tlakovou vodou (PWR)

Reaktor na tlakovou vodu (PWR): Reaktor s tlakovou vodou je nejběžnějším typem jaderné elektrárny. V reaktoru na tlakovou vodu nebo PWR jsou dvě nádoby na vodu.

První nádoba je v reaktoru a je natlakována pomocí tlakovače. Tlaková voda zvyšuje teplotu varu vody.

V PWR je tlak nastaven na 150 Mpa což způsobí, že teplota varu bude kolem 644 ° F (340 ° C). Voda vstupuje do reaktoru v 290 ° C (554 ° F) a nechává to na 320 ° C (608 ° F).

Horká voda opouštějící reaktor prochází trubkami, které jsou umístěny ve druhé nádobě. Voda ve druhé nádobě není vůbec pod tlakem, takže začne vřít, jakmile horká voda projde trubkami, a vytváří páru k otáčení turbíny.

Vroucí vodní reaktor (BWR):Vroucí vodní reaktor nepoužívá dvoukomorový přístup PWR. Místo toho je voda, která protéká reaktorem, stejná voda, která otáčí turbínou.

Jakmile voda vstoupí do reaktoru, promění se v páru, jak jsou teploty v reaktoru 545 ° F (285 ° C). Skutečná účinnost reaktoru s vroucí vodou (BWR) je kolem 33-34%.

Odchod od elektráren na fosilní paliva k jaderným elektrárnám má řadu výhod. Níže uvádíme několik níže:

  • Pokrok ve skenování a těžbě umožnil relativně levné dodávky uranu
  • Uran má velmi vysokou hustotu energie, mnohonásobně vyšší než hmotnost fosilních paliv
  • Jaderné elektrárny jsou schopné produkovat stálý přísun energie
  • Nulové emise skleníkových plynů
  • Vysoká výroba energie pro relativně malou oblast ve srovnání se solárními nebo větrnými alternativami.

Když se podíváme na nevýhody jaderných elektráren, objeví se jen dvě. Za prvé, počáteční náklady na jadernou elektrárnu jsou velmi strmé a jsou v miliardách. Za druhé, radioaktivní odpad, který je vedlejším produktem jaderné reakce.

Jaderná energie je jednou z nejspolehlivějších forem energie, která se dnes používá. V průběhu let jsme zaznamenali postupný nárůst počtu jaderných elektráren na světě.

SOUVISEJÍCÍ: OTOČENÍ JADERNÝCH ZBRANÍ NA JADERNÉ PALIVO

Díky novým pokrokům ve výzkumu jaderné energie, jako je nahrazení thoria místo uranu, můžeme zajistit stálý přísun jaderného paliva pro nadcházející věky. Jsme také v aktivním výzkumu způsobů likvidace jaderného odpadu vytvářeného jadernými elektrárnami.

V zásadě můžeme bezpochyby říci, že jaderná energie tu zůstane!


Podívejte se na video: Černobyl-Místo,kde se zastavil čas 2017 (Leden 2022).