Многие люди в самом начале разговора об атомных станциях сразу начинают говорить о том, что это очень опасно и от них надо отказываться. Отчасти они правы, но их страхи сильно преувеличены. Для того, чтобы избавиться от такого стереотипа, надо просто понять, как работает станция и убедиться в том, что попадание радиоактивных элементов в окружающую среду просто невозможно. Конечно, если станция функционирует в штатном режиме. Вопрос только в том, как именно она функционирует и где границы этого штатного режима. Сегодня поговорим о конструкции атомной электростанции, их типах и о том, как они добывают электричество за счет деления атомов урана. Рассказывать специально буду простым языком.
Даже картинка немного пугает, но не все так страшно.
Когда появилась первая атомная станция
Первым серьезным шагом в сторону использования свойств деления атома, в том числе, атомного оружия и мирного атома, стало испытание первой атомной бомбы в 1945 году. Произошло это 16 июля на полигоне в штате Нью-Мексико. Во время тех испытаний многие поняли, что ужасы Второй мировой войны немного померкли на фоне того, чтобы могло произойти, появись такое оружие чуть раньше.
В СССР первые ядерные испытания на полигоне произошли только спустя 4 года — 29 августа 1949 года. С тех пор у двух крупнейших держав были технологии, которые позволили не только запугивать друг друга своей силой, но и работать на благо мирного атома и применения этой разрушительной силы для того, чтобы нести свет и тепло в каждый дом.
Другие способы получения энергии: Как Земля может служить источником неисчерпаемой энергии
Первая атомная электростанция была запущена в 1954 году в районе города Обнинск Московской области. Идейным вдохновителем и руководителем проекта был знаменитый советский физик, академик АН СССР и по совместительству “отец” советской атомной бомбы Игорь Курчатов.
Игорь Курчатов за работой.
Сколько энергии вырабатывает АЭС
Конечно, ту первую атомную станцию сложно сравнивать с современными, но именно она положила начало новому способу получения энергии, как первый iPhone запустил процесс смартфоностроения, а Ford T массовое производство автомобилей.
С тех пор количество атомных станций в мире сильно увеличилось и достигло 192 штук (суммарно 438 энергоблоков) в 31 стране мира. 10 атомных станций находится в России (суммарно 33 энергоблока).
По этому показателю наша страна занимает восьмое место в мире, а по мощности — четвертое.
Как работает АЭС? Опасны ли атомные станции?
... по теме: Мои планы на будущее или кем я хочу стать мое будущее земли «Образование – дорога в будущее» Будущее моего класса Я и Россия — взгляд в будущее Сочинение на тему энергосбережение 5 класс Сочинение на тему ... было реализовано использование атомной энергии в мирных целях – в городе Обнинске Калужской области была построена первая в мире атомная электростанция. Вслед за ней АЭС стали строиться ...
Суммарная мощность реакторов составляет примерно 392 ГВт. В числе лидеров находятся США (103 ГВт), Франция (66 ГВт), Япония (46 ГВт), Россия (25 ГВт) и Южная Корея (21 ГВт).
По статистике именно атомные станции обеспечивают 16 процентов потребляемой электроэнергии в мире.
Поговорим немного о загрязнении: Самое радиоактивное место на Земле. И это не Чернобыль
Высокий интерес к атомным электростанциям и их широкое применение вызвано тем, что их КПД составляет 40-45 процентов и более, а риски существенно меньше, даже несмотря на все страшные аварии, которые происходили. С одной стороны, кажется, что если взорвется, то мало не покажется, но с другой стороны, жертв на 1 полученный киловатт по статистике у АЭС в 43 раза меньше, чем у тепловых электростанций.
Тепловая электростанция тоже то еще сооружение.
Сочинение АЭС: за ними будущее или будущее без них?
Современный мир – мир высоких технологий, новейших достижений науки и техники и развитой промышленности. На удовлетворение растущих запросов и разнообразных потребностей человечества работают многие энергоёмкие отрасли производства. Всё это требует генерирования электрической энергии в огромных количествах. С электричеством человечество знакомо уж почти двести лет. А вот вырабатывать его оно научилось чуть более века назад. Сначала для этих целей человек использовал ветряки (устройства для получения электричества при помощи ветра), затем – паровые машины. Потом настала эра тепловых и гидроэлектростанций. Электричество стало на службе человека. И казалось, что проблема энергетики решена на века!
Но через несколько десятилетий человечеству открылись иные, отрицательные последствия деятельности тепловых и гидроэлектростанций.
ТЭЦ, сжигая огромные объёмы топлива, загрязняют окружающую среду, быстро истощают запасы нефти. Для постройки новых ГЭС требуются не задействованные ранее реки. Так как на всех крупных реках станции уже построены, то приходится затапливать большие территории, чтобы с помощью плотин увеличить мощность малых рек. Это приводит к затоплению и потере больших посевных территорий, снижению выращиваемости злаков, уменьшению численности рыбы в реках, переселению людей целыми посёлками и деревнями на новые места жительства. Это влечёт за собой большие денежные затраты.
Все эти негативные факторы заставили людей вспомнить старые и экологичные источники добычи электроэнергии (ветряки) и создать новые. Поступаете в 2020 году? Наша команда поможет с экономить Ваше время и нервы: подберем направления и вузы (по Вашим предпочтениям и рекомендациям экспертов);оформим заявления (Вам останется только подписать);подадим заявления в вузы России (онлайн, электронной почтой, курьером);мониторим конкурсные списки (автоматизируем отслеживание и анализ Ваших позиций);подскажем когда и куда подать оригинал (оценим шансы и определим оптимальный вариант).Доверьте рутину профессионалам – подробнее.
Так появились солнечные электростанции. Но они оказались малоэффективными, так как занимают большие площади и могут устанавливаться лишь в зонах с продолжительным световым днём.
Альтернативные источники энергии
... мире построено и работало более 400 атомных электростанций (АЭС). Однако сегодня АЭС уже не считаются источником дешевой и экологически чистой энергией. ... ближайшие годы в Южной Корее. 3. Энергия волн Идея получения электроэнергии от морских волн была изложена еще ... солнечной энергии в электрическую и — уже в середине ХХ столетия — атомные реакторы. Проблема обеспечения электрической энергией многих ...
И вот учёными-физиками нашей страны впервые в мире было реализовано использование атомной энергии в мирных целях – в городе Обнинске Калужской области была построена первая в мире атомная электростанция. Вслед за ней АЭС стали строиться во всех крупных странах. Электричество стало дешевле и доступнее для отдалённых территорий. Произошёл рывок в развитии новых транспортных сетей, строительстве новых посёлков и городов, заводов, фабрик.
Казалось бы, проблема энергетики снова решена! Но с годами эксплуатация АЭС явила миру серьёзную проблему: угрозу радиоактивного загрязнения в результате аварий. Первой и самой крупной стала авария на Чернобыльской атомной электростанции. Эта катастрофа имела ужасные последствия: от лучевой болезни погибло очень много людей, был нанесён непоправимый вред генофонду населения, проживавшего в этой зоне, уничтожены флора и фауна, радиоактивными выбросами и осадками загрязнены многие озёра, реки, леса, почва. Брошены и пришли в запустение многие населённые пункты и даже города. А радиоактивное облако разнесло смертоносную радиацию по всему северному полушарию. И
последствия этой катастрофы будут сказываться и проявляться ещё не одно столетие.
Не так давно произошла авария и на Японской атомной электростанции, которая была разрушена цунами. Выброс большого количества радиоактивной воды загрязнил воды Тихого океана, нанеся вред его растительному и животному миру. Теперь ещё долго нельзя будет заниматься ловом рыбы и других морских животных в морях этого океана.
Поэтому человечество задумалось над вопросом – таким ли уж благом является способ производства электроэнергии с помощью АЭС? Как минимизировать вероятность аварии на этих станциях, чтобы окончательно не загрязнить нашу Землю продуктами отработанного ядерного топлива, радиоактивными отработанными технологическими водами, возможными выбросами? Как и любое открытие и изобретение в науке и технике, атомные электростанции обладают двумя факторами: положительным (приносящим людям пользу) и отрицательным (грозящим гибелью всего живого).
Сейчас мы вынуждены не только эксплуатировать уже построенные АЭС, но и возводить новые. Потому что бурное развитие промышленности и увеличение запросов человечества требует всё новых и новых объёмов генерирования энергии.
Учёным всего мира следует позаботиться о том, чтобы найти новые источники энергии, более экологичные и безопасные для жизни.
Полезный материал по теме:
- Мои планы на будущее или кем я хочу стать
- мое будущее земли
- «Образование – дорога в будущее»
- Будущее моего класса
- Я и Россия — взгляд в будущее
Опасны ли атомные станции
В итоге мы получаем ситуацию, при которой атомная энергетика напоминает ситуацию с самолетами. Их многие боятся, но в реальности риск просто умереть на улице в сотни раз выше, чем разбиться на самолете. Просто аварии вызывают большой резонанс и разово погибает больше людей, но такие аварии случаются редко.
Человек, общество и освоение новых видов энергии
... Реакторы на быстрых нейтронах Субкритические реакторы, использующие внешние источники нейтронов Термоядерные реакторы По виду отпускаемой энергии Атомные электростанции (АЭС), предназначенные для выработки только электроэнергии Атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), вырабатывающие как электроэнергию, так и тепловую энергию На атомных станциях, расположенных на ...
Кроме систем самой атомной станции, о которых мы поговорим ниже, они сопровождаются серьезными мерами предосторожности. Признаюсь честно, когда я находился рядом с Воронежской АЭС мне было немного не по себе, но когда я собрал побольше информации, я понял, что переоценивал ситуацию.
Вокруг любой атомной станции есть как минимум 30-километровая зона, в которой постоянно производится мониторинг ситуации и экологической обстановки. Это не зона отчуждения, так как в ней можно жить людям и даже заниматься земледелием. Ограничения касаются только трехкилометровой зоны в непосредственной близости от станции. Но это опять же сделано только с целью обеспечения дополнительной безопасности, а не из-за того, что там опасно находиться.
Так выглядит зона безопасности вокруг Балаковской АЭС.
Наверное, самым опасным периодом работы станции является момент загрузки топлива. Именно в этот момент реактор открывается и есть небольшой риск попадания радиоактивных отходов в воздух. Правда, делается это не часто (в среднем один раз в год) и выброс будет очень незначительным.
Основные проблемы ядерной энергетики
С развитием ядерной энергетики связана одна существенная экологическая проблема. Это так называемое тепловое загрязнение окружающей среды. Так, по мнению многих экспертов, АЭС выделяют больше тепла, нежели такие же по мощности тепловые электростанции. Особо опасно тепловое загрязнение вод, которое нарушает природные условия жизни биологических организмов и приводит к гибели многих видов рыб.
Другая острая проблема, связанная с атомной энергетикой, касается ядерной безопасности в целом. Впервые человечество всерьез задумалось об этой проблеме после Чернобыльской катастрофы 1986 года. Принцип работы Чернобыльской АЭС мало чем отличался от такового других атомных электростанций. Однако это не спасло её от крупной и серьезной аварии, повлекшей за собой очень серьезные последствия для всей Восточной Европы.
Причем опасность ядерной энергетики не ограничивается лишь возможными техногенными авариями. Так, большие проблемы возникают с утилизацией ядерных отходов.
На чем работает атомная станция
Основным элементом, на котором работают атомные станции, является уран-235, который загружается в реактор в специальных картриджах, которые называются тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ).
В одном реакторе их может быть несколько десятков и даже сотен.
ТВЭЛ доставляют к реактору на специальных платформах, а загружают их в него краном. Этот же кран участвовал в строительстве станции и погружал в специальную капсулу сам реактор.
Кстати, название ТВЭЛ получила компания, которая занимается производством ядерного топлива.
В год средний реактор использует около десяти килограмм топлива. Именно такой небольшой объем выделяет то количество энергии, которое и производит станция. Если говорить о производительности ядерного топлива, можно сказать, что один грамм урана-235 позволяет получить столько же энергии, сколько от сжигания топлива произведенного из двух тонн нефти. В итоге, всего десять килограмм топлива являются эквивалентом примерно семисот цистерн нефти.
Это только 15 цистерн, а аналогом 10 кг ядерного топлива является почти 700 цистерн.
Когда построили Нововоронежскую АЭС?
Анализ данных работы предприятия
... предметов труда, а также передачей энергии от машин двигателей к рабочим ... положения. Статистикой также называют статистические данные представленные в отчетности предприятий, организаций, ... стоимость всех видов готовой продукции, работ промышленного характера и услуг, предназначенных ... где V - объем выпуска продукции. Для анализа использования ОФ применяется также показатель, обратный фондоотдаче, ...
Строительство первого промышленного блока НВ АЭС
Впервые промышленное использование атомной энергии в Советском союзе началось на Нововоронежской АЭС. В сентябре 1964 года был запущен первый энергоблок НВАЭС с водо-водяным реактором (ВВЭР), его мощность составляла 210 МВт – почти в 40 раз больше, чем у первой экспериментальной атомной станции. Такая модель реактора считается одной из самых технически совершенных и безопасных в мире. Прототипами ВВЭР для АЭС послужили реакторы подводных лодок. Во время строительства первого энергоблока Нововоронежской АЭС не было учебных центров подготовки специалистов, способных эксплуатировать реакторы. Первых атомщиков набирали из бывших подводников.
На Нововоронежской АЭС было построено и введено в эксплуатацию пять энергоблоков, на сегодня работают три из них, ведется строительство и подготовка к пуску еще двух новых. Все энергоблоки на НВАЭС с реакторами ВВЭР.
Какими бывают атомные станции
Многие думают, что именно радиоактивное топливо вырабатывает электрическую энергию, но это не совсем так. Точнее, это совсем не так.
Работу атомной электростанции можно разделить на три основных этапа. На первом этапе энергия деления атома переводится в тепловую энергию. На следующем этапе тепловая энергия переводится в механическую. После этого превращение механической энергии в электричество становится делом техники.
Еще больше всего интересного вы можете узнать из нашего новостного канала в Telegram. Это бесплатно!
Реакторы делятся на три основных типа: одноконтурные, двухконтурные, трехконтурные. В начале разберемся, как работает двухконтурная схема, а чуть позже на ее примере посмотрим, как работают остальные типы.
Особенности атомной энергетики
Самый главный плюс заключается в выработке огромного количества энергии с минимальными затратами топлива при практически полностью отсутствующих загрязнениях. Принцип работы атомного реактора АЭС основан на простом паровом двигателе и в качестве основного элемента использует воду (не считая самого топлива), потому с точки зрения экологии вред получается минимальным. Потенциальная опасность электростанций такого типа сильно преувеличена. Причины катастрофы в Чернобыле до сих пор достоверно не установлены (об этом ниже) и более того, вся собранная в рамках расследования информация позволила модернизировать уже имеющиеся станции, исключив даже маловероятные варианты выбросов радиации. Экологи иногда говорят, что такие станции являются мощным источником теплового загрязнения, но это тоже не совсем верно. Действительно, горячая вода из второго контура попадает в водоемы, но чаще всего используются их искусственные варианты, созданные специально для этого, а в остальных случаях доля такого повышения температуры не идет ни в какое сравнение с загрязнениями от других источников энергии.
Как работает атомная станция
Начальным этапом выделения энергии является, как я уже говорил выше, реактор. Он помещен в специальный закрытый контур, который называется первым. Им является, по сути, большая кастрюля, а точнее скороварка, так как жидкости внутри нее находятся под большим давлением. Так получается увеличить температуру кипения и повысить температуру работы всего первого контура.
Контрольная работа: Культура советского периода
... балет «Ромео и Джульетта» — выдающееся произведение советского и мирового музыкального искусства. В 30-е гг. советская музыкальная культура обогатилась замечательными произведениями Б. Асафьева — балеты « ... 27 августа 1919 г. фотографическая и кинематографическая промышленность была национализирована. Работу кинофабрик и кинотеатров возглавил Всероссийскийфотокиноотдел (ВФКО) Наркомпроса, в 1923 г. ...
Капсула, в которой находится реактор, называется гермообъем и имеет толстые стенки (не менее 15 сантиметров).
Это позволяет удержать внутри большое давление и не дает радиации выйти наружу.
Упрощенно схема АЭС выглядит так.
Основной задачей ректора является выделение тепла для нагрева жидкости внутри контура. Происходит это за счет цепной реакции. В основе такой реакции лежит деление атомов нейтронами. При этом, после деления одного атома выделяется новые нейтроны, которые и дальше делят атомы. Таким образом количество нейтронов постоянно растет и атомов делится все больше. Получается та сама цепная реакция, которая поддерживает сама себя, но если не остановить этот процесс, деление выйдет из под контроля, энергии выделится слишком много и произойдет взрыв. Собственно, так и происходит в атомной бомбе.
Чтобы этого не происходило, внутри ректора есть специальные стержни с бором, которые очень хорошо поглощают нейтроны и тормозят реакцию. Стержни имеют длину в несколько метров и постоянно то входят в реактор, то выходят из него, регулируя тем самым коэффициент деления нейтронов и, как следствие, скорость реакции. Если этот коэффициент меньше единицы, реакция тормозится, если больше — ускоряется, а если равен единице, то система сама поддерживает свою работу. Этой единицы и надо добиваться для стабильной работы реактора.
После того, как реактор нагрел воду внутри первого контура до температуры около 450 градусов, она проходит через трубку теплообменника и моментально нагревает воду второго контура. Та в свою очередь попадает в испаритель и уже водяной пар с температурой около 350-400 градусов раскручивает огромную турбину до 3000 оборотов в минуту. Именно эта турбина и вырабатывает электричество, которое по проводам уходит в электросеть.
Полная изоляция первого контура от второго позволяет добиться защиты рабочей жидкости и сточных вод от радиоактивного загрязнения. Это позволяет легко охлаждать жидкость для дальнейшей ее работы, ведь раскрутка турбины на является последним этапом работы второго контура.
После того, как водяной пар раскрутит лопатки турбины, он попадает в специальные конденсаторы, которые представляют из себя большие камеры. В них пар остывает и превращается в воду.
Так выглядит турбина АЭС производства Mitsubishi.
Пока температура воды все равно очень высокая и ее надо еще охладить. Для этого она или напрямую или через специальный канал поступает в градирню. Это такая труба, которую можно увидеть и на территории тепловых электростанций. Она имеет высоту около 70 метров, большой диаметр и сужается к верху. Обычно из нее валят клубы белого пара. Многие думают, что это дым, но это именно пар. Вода с температурой, близкой к температуре кипения, распыляется в основании этой трубы и, смешиваясь с поступающим с улицы воздухом, парит и охлаждается. Средняя градирня может охладить до 20 000 кубометров воды в час или около 450 000 кубометров в сутки
После охлаждения, вода специальными насосами подается обратно в систему для нагрева и испарения. Так как воды требуется очень много, атомные станции сопровождаются достаточно большими водоемами и иногда разветвленной системой каналов. Это позволяет станции работать без перебоев.
Вода — источник жизни на Земле
... около 2,5 л воды в сутки. За 60 лет своей жизни он выпивает целую цистерну пресной воды (50 т). Пить очень пресные воды ... сельских поселений (далее-водные объекты), не должны являться источниками биологических, химических и физических факторов вредного воздействия на ... риска. Во-вторых, отсутствие достоверной информации о состоянии наших очистных сооружений, водопроводах и качестве воды. В-третьих, ...
Теперь можно вернуться к одноконтурным и трехконтурным АЭС. Первые имеют более простую конструкцию, так как у них нет второго контура и турбина раскручивается непосредственно нагретой реактором водой. Трудность заключается в том, что воду надо как-то очищать и такие станции менее экологичны.
Трехконтурную схему применяют на атомных станциях, оснащенных реакторами на быстрых нейтронах. Они считаются более перспективными, но должны комплектоваться дополнительным контуром, чтобы исключить контакт радиоактивного натрия с водой. В дополнительном контуре находится нерадиоктивный натрий.
Конечно, приведенная схема является примерной и упрощенной. Кроме этого, на станции есть различные технические строения, командный пульт, большое количество защитных систем, которые многократно дублируются, и другие вспомогательные системы. Кроме этого, на одной станции находится несколько энергоблоков, что тоже усложняет процесс ее контроля.
На территории атомной станции очень много разных строений. Балаковская АЭС.
На самом деле современная станция может не просто работать в автоматическом режиме, но и делать это вообще без человека. По крайней мере, это касается процесса управления энергоблоком. Человек нужен для контроля и внесения корректировок в работу в случае внештатной ситуации. Риск ее возникновения очень низкий, но на всякий случай за пультом дежурят специалисты.
Принцип работы трехконтурной АЭС
Это уже более современные электростанции, которые работают на уране-238. Его запасы составляют более 99 % всех радиоактивных элементов в мире (отсюда и следуют огромные перспективы использования).
Принцип работы и устройство АЭС такого типа заключается уже в наличии целых трех контуров и активном применении жидкого натрия. В целом, все остается примерно таким же, но с небольшими дополнениями. В первом контуре, нагреваясь непосредственно от реактора, циркулирует этот жидкий натрий при высокой температуре. Второй круг нагревается от первого и также использует ту же самую жидкость, но не настолько разогретую. И только потом, уже в третьем контуре, используется вода, которая нагревается от второго до состояния пара и вращает турбину. Система получается более сложной технологически, но построить такую АЭС нужно только один раз, а потом останется только наслаждаться плодами труда.
