Egy atomerőmű (NPP), atomenergia
Az atomerőművek - alapján a nukleáris energia, a nukleáris energia villamosítás és ipari fűtési célokra.
Mi az atomenergia? Az atommagok, protonok és neutronok kapcsolatos nukleáris erők, és a kötési energia eltér a különböző magok. A nukleáris hasadási a nehéz magok, és a fúziós könnyű atommagok, amelyben a reakció termékek vannak kötve erősebben, mint a kernel, a különbség a kötési energiák alakítjuk kinetikus energia a magok - termékek és szabadul fel, amikor fékezéskor a anyagnak a hő formájában. Az ezzel az energia és az atomenergia alapul. hatalmas energia szabadul fel a nukleáris reakciók (
MeV), és az égéshője a nukleáris üzemanyagok millió szor nagyobb, mint a hagyományos üzemanyagok.
A rendszer egy atomerőmű.
Két lehetőség van a felszabadulás az atomenergia, és ennek megfelelően a két fő terület a nukleáris energia - maghasadás energia és a nukleáris fúzió.
Végrehajtásához nukleáris hasadási láncreakció segítségével komplex műszaki eszközt - nukleáris (Atomic) reaktorok. A világ első reaktor 1942-ben épült, az Egyesült Államokban, a munkálatok vezette az olasz fizikus Enrico Fermi. Először Európában és a Szovjetunióban atomreaktor épült 1946-ban a vezetése alatt a szovjet tudós I. V. Kurchatova.
Atomerőmű Division alapul neutron hasadási a nehéz magok képződése két magot minden mag-fragmentumok és számos neutronok. A neutronok „született” elosztjuk interferálva mag kiválthatja egy láncreakciót hasadási új magok. Ez akkor fordul elő egy bizonyos (kritikus) koncentrációja hasadó sejtmagok a reaktorban, és bizonyos (kritikus) reaktor méretének.
Mivel a nukleáris üzemanyag felhasználásával hasadó magok egyes izotópjai urán és plutónium. Az a képesség, hogy megosszák a neutronok egy izotópja urán - U-235. Eközben a természetes urán amely csak 0,7% urán-235; 99,3% az urán-238, amely elsősorban elnyeli neutronokat nélkül hasadási.
Elvégzéséhez nukleáris láncreakció természetes urán, szükséges, hogy lelassítja a neutronok energia
2 MeV amellyel ők születtek a hasadás a nagyon alacsony energiák
1/40 eV, megfelelő termikus egyensúly a környezettel. Ez a ezeket az energiákat zuhan valószínűsége neutronok elnyelése urán-238, valamint a valószínűsége felszívódását urán-235 növekszik.
Ezért együtt a reaktor urán elhelyezett neutronmoderátor - olyan anyag, egy kis atomtömegű és a gyenge neutronelnyelő (könnyű vagy nehéz víz, grafit, berillium). Ez a reaktor a lassú (termikus) neutronok. A reaktor ugyanaz volt inhibitor nélkül - gyors reaktor - válhat kritikus lépés csak dúsított urán izotóp urán-235 koncentrációja 10% felett.
A tervezés Division reaktorok vannak osztva homogén és heterogén. Az első nukleáris fűtőanyag és a moderátor homogén (egyenletes) oldat, például urán sót feloldjuk nehézvíz. A heterogén reaktorok üzemanyag eloszlik a tömeg szilárd moderátor, például grafit. Blokkok nukleáris üzemanyag - üzemanyag rudak, vagy a fűtőelemek, rendszerint a grafit formájában tengelykapcsoló geometriailag helyes térbeli minta.
Együtt nukleáris üzemanyag és a moderátor a reaktorban folyékony vagy gáz halmazállapotú hűtőközeg a hő eltávolításáról, szerkezeti anyagok, testek láncreakció beállító (mozgatható rudak neutron-elnyelő anyag).
Általában, hogy csökkentsék a kibocsátási neutronok a reaktorból a reakciózóna - a mag - veszi körül egy reflektor.
A szerkezet eltérő atomerőmű védelmi rendszer tartalmazza az emissziós hűtőfolyadék keringési rendszerben, az energia-átalakító és tankolás.
NPP felszabaduló hő eredményeként a nukleáris reakció eltávolítjuk egy hőcserélőben ahol az felmelegíti a vizet, hogy a forraljuk. A fejlesztett gőz irányul a turbinába vagy a használt távfűtésre ipari és lakóépületek.
A hatalmas előnyei atomenergia látható ebben az összehasonlításban: 1 g urán hasadási a reaktorban kaphat annyi energiát, mint ez ad több mint 2 tonna üzemanyag egyenértékű.
Az első atomreaktor egy 5 MW-ban épült és üzembe helyezése a Szovjetunióban Obninsk (Kaluga régióban) 1954-től kezdve az 1960-as. intenzív építési atomerőművek nagyteljesítményű végzik hazánkban. 1967-ben épült, az 1. helyen Beloyarskaya Kurchatov Atomerőmű (Szverdlovszk régióban), 1980-ban megbízást erőmű teljes kapacitással - 900 MW. 1974-ben helyezték üzembe 1. szakasz (880 MW) a Kola atomerőmű (Murmanszk régió), és 1984-ben érte el a tervezett kapacitása 1760 MW. 1980 óta működik, Novovoronezh NPP (Voronyezs megye) kapacitása 2455 MW, és 1981 - a leningrádi atomerőmű 4000 MW. 1986 g hozni az 1. és 2. kurszki atomerőmű sorban (a Kurchatov) kapacitása 4000 MW beindult Smolenskaia első két atomreaktor kapacitása 1000 MW, a ignalinai (Litvánia) az első reaktor, amelynek kapacitása 1500 MW . 1981-től 1985-ig az energia termelés nukleáris erőművek több mint kétszeresére - az 73-167.000.000.000 kW • h évente.
1978 óta, a hatékony 1. szakasz a növény „ATOMMASH” gyártásához reaktorok nukleáris erőművek. Atomreaktorok nem csak használják az atomerőművekben, hanem egy nagy tengeri szállítás (jégtörők, tengeralattjárók), a mesterséges föld műholdak.
Atomenergia szintézist alapul szintézisét könnyű atommagok áramló magas hőmérsékleten - mint 107k, amikor a reagáló közeg egy plazma (ionizált gáz). Tanulmányozzuk különböző áramköri tartalmazó forró plazma (lásd. Tokamakká). Az első kísérleti atomreaktor fúziós, valószínűleg által épített a század végéig. Novovoronezh atomerőmű.
Annak érdekében, hogy mentse a természetes nukleáris üzemanyag módszereket dolgoztak tenyésztési nukleáris üzemanyag, különösen újrahasznosítás az urán-238 nukleáris üzemanyag mesterséges plutónium-239. Ez a kiterjesztett reprodukció nukleáris üzemanyag reaktorban, gyors tenyésztő. A hűtővíz nem lehet használni, egy jól moderált neutronok; Meg kell használni erre a célra, a folyadék nátrium. Az a lehetőség, építési gyorsreaktorok gázzal vagy gőzzel hűtöttek.
Az első kereskedelmi gyors tenyésztő reaktor indítunk 1972-ben a Szovjetunió, a város Sevcsenko.