Основні типи атомних електростанцій та їх радіоактивні викиди

Атомна електростанція (АЕС) - електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія перетворюється в електричну. Генератором енергії на АЕС є атомний реактор. Тепло, що виділяється в реакторі в результаті ланцюгової реакції поділу ядер деяких важких елементів, потім так само, як і на звичайних теплових електростанціях (ТЕС), перетворюється в електроенергію. АЕС працює на ядерному пальному (в основному 233U, 235U. 239Pu). Встановлено, що світові енергетичні ресурси ядерного пального (уран, плутоній і ін) істотно перевищують енергоресурси природних запасів органічного палива (нафта, вугілля, природний газ та ін.) Це відкриває широкі перспективи для задоволення швидко зростаючих потреб у паливі. Крім того, необхідно враховувати всі збільшується обсяг споживання вугілля і нафти для технологічних цілей світової хімічної промисловості, яка стає серйозним конкурентом теплових електростанцій. Незважаючи на відкриття нових родовищ органічного палива і вдосконалення способів його видобутку, в світі спостерігається тенденція до відносного збільшення його вартості. Це створює найбільш важкі умови для країн, що мають обмежені запаси палива органічного походження. Очевидна необхідність якнайшвидшого розвитку атомної енергетики, яка вже посідає помітне місце в енергетичному балансі ряду промислових країн світу.

Перша в світі АЕС дослідно-промислового призначення потужністю 5 Мвт була пущена в СРСР 27 червня 1954 у м. Обнінську. До цього енергія атомного ядра використовувалася переважно у військових цілях. Пуск першої АЕС ознаменував відкриття нового напряму в енергетиці, що отримав визнання на 1-й Міжнародній науково-технічній конференції з мирного використання атомної енергії (серпень 1955, Женева).

Найбільш часто на АЕС застосовується 4 типу реакторів на теплових нейтронах: 1) водо-водяні із звичайною водою як сповільнювач і теплоносія; 2) графіті-водні з водяним теплоносієм і сповільнювачем графітовим; 3) важководяний з водяним теплоносієм і важкою водою як сповільнювач ; 4) графіті-газові з газовим теплоносієм і сповільнювачем графітовим.

Вибір переважно застосовуваного типу реактора визначається, головним чином, накопиченим досвідом у реакторобудування, а також наявністю необхідного промислового устаткування, сировинних запасів і т. д.

На АЕС, теплової реактор якої охолоджується водою, зазвичай користуються низькотемпературними паровими циклами. Реактори з газовим теплоносієм дозволяють застосовувати щодо більш економічні цикли водяної пари з підвищеними початковими тиском і температурою. При роботі реактора концентрація діляться ізотопів в ядерному паливі поступово зменшується. Тому з часом їх замінюють свіжими. Ядерне пальне перезавантажують за допомогою механізмів і пристосувань з дистанційним управлінням. Відпрацьовані ТВЕЛи переносять в басейн витримки, а потім направляють на переробку.

При аваріях в системі охолодження реактора для виключення перегріву і порушення герметичності оболонок ТВЕЛів передбачають швидке (протягом кілька секунд) глушіння ядерної реакції; аварійна система розхолоджування має автономні джерела живлення.

Економічність АЕС визначається її основними технічними показниками: одинична потужність реактора, ккд, глибина вигоряння ядерного пального, коефіцієнт використання встановленої потужності АЕС за рік. Для економіки АЕС характерно, що частка паливної складової в собівартості електроенергії, що виробляється 30-40% (на ТЕС 60-70%).

Через аварію в Чорнобилі в 1986 році програма розвитку атомної енергетики було скорочено. Після значного збільшення виробництва електроенергії в 80-і роки темпи зростання сповільнилися, а в 1992-1993 рр почався спад. При правильній експлуатації, АЕС - найбільш екологічно чисте джерело енергії. Їх функціонування не призводить до виникнення "парникового" ефекту, викидів в атмосферу в умовах безаварійної роботи, і вони не поглинають кисень.

Радіоактивні відходи з'являються на АЕС з двох джерел: головним є основний технологічний контур АЕС, іншим джерелом є допоміжні установки, наприклад, газовий контур, контур охолодження. Джерела радіоактивних відходів активаційного походження, наприклад, радіоактивні продукти корозії або утворюється в процесах поділу тритій (надважкий ізотоп водню), мають активність, суворо мінливу в часі по відомому закону. Випадковим джерелом є продукти поділу, що попадають в теплоносій. Їх активність в теплоносії в кожен момент часу залежить від того, скільки негерметичних ТВЕЛів в цей момент експлуатується в активній зоні, яка ступінь їх негерметичності. Оскільки цей процес є випадковим, даний факт враховується на АЕС при організації постійного радіаційного контролю за станом теплоносія, кількістю і темпом утворення радіоактивних відходів.

Цікаві статті з розділу

Глобальні екологічні проблеми людства. Шляхи їх вирішення
Перед людством постійно виникають багаточисленні проблеми, що потребують невідкладного вирішення. Одні з них мають локальний характер, інші торкаються значних регіонів світу. Розвиток сучасної цивілі ...

Стан та перспектики екологічної конверсії промислових і сільськогосподарських підприємств Чернігівської області
З настанням глобальної екологічної кризи людство змушене вирішувати нові проблеми, що стосуються гармонізації відносин людини з природою, сталого та безпечного збалансованого соціально-економічного ро ...

Харчові ресурси Землі
Харчові ресурси - основа життя для людини. Людина успішно вміє створювати і збільшувати для себе запаси їжі. Історія людства - пошук усе нових і нових харчових ресурсів. Сотні тисяч років пе ...