Elektrownia jądrowa, w skrócie elektrownia jądrowa, to zespół obiektów technicznych zaprojektowanych w celu wytwarzania energii elektrycznej przy wykorzystaniu energii wytworzonej podczas kontrolowanej reakcji jądrowej.

W drugiej połowie lat 40., przed zakończeniem prac nad stworzeniem pierwszej bomby atomowej, która została przetestowana 29 sierpnia 1949 r., radzieccy naukowcy rozpoczęli opracowywanie pierwszych projektów pokojowego wykorzystania energii atomowej. Głównym przedmiotem projektów była energia elektryczna.

W maju 1950 roku w pobliżu wsi Obninskoje w obwodzie kałuskim rozpoczęto budowę pierwszej na świecie elektrowni jądrowej.

Po raz pierwszy energię elektryczną wytworzono w reaktorze jądrowym 20 grudnia 1951 roku w stanie Idaho w USA.

Aby przetestować jego funkcjonalność, generator został podłączony do czterech żarówek, ale nie spodziewałem się, że lampy się zaświecą.

Od tego momentu ludzkość zaczęła wykorzystywać energię reaktora jądrowego do produkcji prądu elektrycznego.

Pierwsze elektrownie jądrowe

Budowę pierwszej na świecie elektrowni jądrowej o mocy 5 MW zakończono w 1954 roku, a 27 czerwca 1954 roku została ona uruchomiona i zaczęła pracować.

W 1958 roku oddano do użytku I stopień Syberyjskiej Elektrowni Jądrowej o mocy 100 MW.

W 1958 r. Rozpoczęto także budowę przemysłowej elektrowni jądrowej w Biełojarsku. 26 kwietnia 1964 r. generator I stopnia dostarczył prąd do odbiorców.

We wrześniu 1964 r. uruchomiono pierwszy blok elektrowni jądrowej Nowoworoneż o mocy 210 MW. Drugi blok o mocy 350 MW został uruchomiony w grudniu 1969 roku.

W 1973 r. Uruchomiono elektrownię jądrową w Leningradzie.

W pozostałych krajach pierwszą przemysłową elektrownię jądrową uruchomiono w 1956 roku w Calder Hall (Wielka Brytania) o mocy 46 MW.

W 1957 roku w Shippingport (USA) uruchomiono elektrownię jądrową o mocy 60 MW.

Światowymi liderami w produkcji energii jądrowej są:

1. USA (788,6 miliarda kWh/rok),
2. Francja (426,8 miliarda kWh/rok),
3. Japonia (273,8 miliarda kWh/rok),
4. Niemcy (158,4 miliarda kWh/rok),
5. Rosja (154,7 miliarda kWh/rok).

Klasyfikacja elektrowni jądrowych

Elektrownie jądrowe można klasyfikować na kilka sposobów:

Według typu reaktora

• Termiczne reaktory neutronowe, w których zastosowano specjalne moderatory w celu zwiększenia prawdopodobieństwa absorpcji neutronów przez jądra atomów paliwa
• Reaktory lekkowodne
• Reaktory ciężkowodne
• Szybkie reaktory
• Reaktory podkrytyczne wykorzystujące zewnętrzne źródła neutronów
• Reaktory termojądrowe

Według rodzaju uwolnionej energii

1. Elektrownie jądrowe (EJ) przeznaczone do wytwarzania wyłącznie energii elektrycznej
2. Elektrociepłownie jądrowe (CHP), wytwarzające zarówno energię elektryczną, jak i energię cieplną

W elektrowniach jądrowych zlokalizowanych w Rosji znajdują się instalacje grzewcze; są one niezbędne do podgrzewania wody sieciowej.

Rodzaje paliw stosowanych w elektrowniach jądrowych

W elektrowniach jądrowych można stosować kilka substancji, dzięki którym można wytwarzać energię jądrową; paliwami współczesnych elektrowni jądrowych są uran, tor i pluton.

Paliwo torowe nie jest obecnie stosowane w elektrowniach jądrowych z wielu powodów.

Po pierwsze, trudniej jest zamienić na elementy paliwowe, w skrócie elementy paliwowe.

Pręty paliwowe to metalowe rurki umieszczane wewnątrz reaktora jądrowego. Wewnątrz

Elementy paliwowe zawierają substancje radioaktywne. Rury te służą do przechowywania paliwa jądrowego.

Po drugie wykorzystanie paliwa torowego wymaga jego skomplikowanej i kosztownej obróbki po wykorzystaniu w elektrowniach jądrowych.

Paliwo plutonowe nie jest również wykorzystywane w energetyce jądrowej, ponieważ substancja ta ma bardzo złożony skład chemiczny, nie opracowano jeszcze systemu pełnego i bezpiecznego stosowania.

Paliwo uranowe

Główną substancją wytwarzającą energię w elektrowniach jądrowych jest uran. Obecnie uran wydobywa się na kilka sposobów:

• Górnictwo PIT
• zamknięci w kopalniach
• ługowanie podziemne z wykorzystaniem wierceń kopalnianych.

Ługowanie podziemne za pomocą wierceń kopalnianych polega na umieszczeniu roztworu kwasu siarkowego w podziemnych studniach, roztwór nasyca się uranem i ponownie wypompowuje.

Największe rezerwy uranu na świecie znajdują się w Australii, Kazachstanie, Rosji i Kanadzie.

Najbogatsze złoża znajdują się w Kanadzie, Zairze, Francji i Czechach. W tych krajach z tony rudy uzyskuje się do 22 kilogramów surowca uranowego.

W Rosji z jednej tony rudy uzyskuje się nieco ponad półtora kilograma uranu. Miejsca wydobycia uranu nie są radioaktywne.

W czystej postaci substancja ta stanowi niewielkie zagrożenie dla człowieka; znacznie większym zagrożeniem jest radioaktywny, bezbarwny gaz radon, który powstaje podczas naturalnego rozpadu uranu.

Przygotowanie uranu

Uran nie jest stosowany w postaci rudy w elektrowniach jądrowych; ruda nie reaguje. Aby wykorzystać uran w elektrowniach jądrowych, surowiec przetwarza się na proszek – tlenek uranu, po czym staje się paliwem uranowym.

Proszek uranowy zamieniany jest na metalowe „tabletki” – prasowany jest w małe, zgrabne kolby, które w ciągu dnia wypala się w temperaturze powyżej 1500 stopni Celsjusza.

To właśnie te granulki uranu trafiają do reaktorów jądrowych, gdzie zaczynają ze sobą oddziaływać i ostatecznie dostarczają ludziom energię elektryczną.

W jednym reaktorze jądrowym pracuje jednocześnie około 10 milionów granulek uranu.

Przed umieszczeniem granulek uranu w reaktorze umieszcza się je w metalowych rurkach ze stopów cyrkonu – elementy paliwowe, rurki łączy się ze sobą w wiązki i tworzą zespoły paliwowe – zespoły paliwowe.

To właśnie zespoły paliwowe nazywane są paliwem elektrowni jądrowej.

W jaki sposób przetwarzane jest paliwo w elektrowni jądrowej?

Po roku stosowania uranu w reaktorach jądrowych należy go wymienić.

Elementy paliwowe są chłodzone przez kilka lat i kierowane do posiekania i rozpuszczenia.

W wyniku ekstrakcji chemicznej uwalniany jest uran i pluton, które są ponownie wykorzystywane i wykorzystywane do produkcji świeżego paliwa jądrowego.

Produkty rozpadu uranu i plutonu wykorzystywane są do wytwarzania źródeł promieniowania jonizującego, wykorzystywane są w medycynie i przemyśle.

Wszystko, co pozostaje po tych manipulacjach, jest wysyłane do pieca w celu ogrzania, z tej masy powstaje szkło, takie szkło jest przechowywane w specjalnych magazynach.

Szkło nie jest produkowane z pozostałości przeznaczonych do masowego użytku; szkło służy do przechowywania substancji radioaktywnych.

Trudno jest wydobyć ze szkła pozostałości pierwiastków promieniotwórczych, które mogą szkodzić środowisku. Niedawno pojawił się nowy sposób unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych.

Szybkie reaktory jądrowe lub reaktory na prędkie neutrony, które działają na przetworzonych pozostałościach paliwa jądrowego.

Zdaniem naukowców pozostałości paliwa jądrowego, składowane obecnie w magazynach, są w stanie zapewnić paliwo dla reaktorów na neutronach szybkich przez 200 lat.

Ponadto nowe reaktory prędkie mogą pracować na paliwie uranowym, które jest wytwarzane z uranu 238, substancji tej nie stosuje się w konwencjonalnych elektrowniach jądrowych, ponieważ Dzisiejszym elektrowniom jądrowym łatwiej jest przetwarzać uran 235 i 233, którego w przyrodzie niewiele zostało.

Nowe reaktory dają więc szansę na wykorzystanie ogromnych złóż uranu 238, które nie były wcześniej wykorzystywane.

Zasada działania elektrowni jądrowych

Zasada działania elektrowni jądrowej opartej na dwuprzewodowym reaktorze wodno-ciśnieniowym (WWER).

Energia uwolniona w rdzeniu reaktora przekazywana jest do chłodziwa pierwotnego.

Na wyjściu turbin para dostaje się do skraplacza, gdzie jest chłodzona dużą ilością wody pochodzącej ze zbiornika.

Kompensator ciśnienia jest dość złożoną i uciążliwą konstrukcją, która służy do wyrównywania wahań ciśnienia w obwodzie podczas pracy reaktora, które powstają w wyniku rozszerzalności cieplnej chłodziwa. Ciśnienie w pierwszym obwodzie może osiągnąć do 160 atmosfer (VVER-1000).

Oprócz wody, w różnych reaktorach jako chłodziwo można zastosować także stopiony sód lub gaz.

Zastosowanie sodu pozwala uprościć konstrukcję płaszcza rdzenia reaktora (w przeciwieństwie do obiegu wody, ciśnienie w obiegu sodu nie przekracza ciśnienia atmosferycznego) i pozbyć się kompensatora ciśnienia, ale stwarza własne trudności związane ze zwiększoną aktywnością chemiczną tego metalu.

Całkowita liczba obwodów może się różnić dla różnych reaktorów, schemat na rysunku pokazano dla reaktorów typu WWER (reaktor wodno-wodny).

Reaktory typu RBMK (High Power Channel Type Reactor) wykorzystują jeden obieg wodny, natomiast reaktory BN (Fast Neutron Reactor) wykorzystują dwa obiegi sodowe i jeden wodny.

Jeżeli nie ma możliwości wykorzystania dużej ilości wody do skraplania pary, zamiast wykorzystać zbiornik, można schłodzić wodę w specjalnych wieżach chłodniczych, które ze względu na swoje rozmiary są zwykle najbardziej widoczną częścią elektrowni jądrowej.

Budowa reaktora jądrowego

Reaktor jądrowy wykorzystuje proces rozszczepienia jądrowego, w którym ciężkie jądro rozpada się na dwa mniejsze fragmenty.

Fragmenty te są w stanie silnie wzbudzonym i emitują neutrony, inne cząstki subatomowe i fotony.

Neutrony mogą powodować nowe rozszczepienia, powodując emisję większej ich liczby i tak dalej.

Taka ciągła, samopodtrzymująca się seria rozszczepień nazywana jest reakcją łańcuchową.

Powoduje to uwolnienie dużej ilości energii, której produkcja ma na celu wykorzystanie elektrowni jądrowych.

Zasada działania reaktora jądrowego i elektrowni jądrowej jest taka, że ​​około 85% energii rozszczepienia jest uwalniane w bardzo krótkim czasie po rozpoczęciu reakcji.

Pozostała część powstaje w wyniku rozpadu radioaktywnego produktów rozszczepienia po wyemitowaniu przez nie neutronów.

Rozpad promieniotwórczy to proces, w którym atom osiąga bardziej stabilny stan. Kontynuuje się po zakończeniu podziału.

Podstawowe elementy reaktora jądrowego

• Paliwo jądrowe: uran wzbogacony, izotopy uranu i plutonu. Najczęściej stosowany jest uran 235;
• Płyn chłodzący do usuwania energii powstałej podczas pracy reaktora: woda, ciekły sód itp.;
• Pręty sterujące;
• Moderator neutronów;
• Osłona chroniąca przed promieniowaniem.

Zasada działania reaktora jądrowego

W rdzeniu reaktora znajdują się elementy paliwowe (elementy paliwowe) – paliwo jądrowe.

Składane są w kasety zawierające po kilkadziesiąt prętów paliwowych. Chłodziwo przepływa kanałami przez każdą kasetę.

Pręty paliwowe regulują moc reaktora. Reakcja jądrowa jest możliwa tylko przy określonej (krytycznej) masie pręta paliwowego.

Masa każdego pręta z osobna jest poniżej wartości krytycznej. Reakcja rozpoczyna się, gdy wszystkie pręty znajdą się w strefie aktywnej. Wkładając i wyjmując pręty paliwowe, reakcję można kontrolować.

Zatem po przekroczeniu masy krytycznej radioaktywne elementy paliwowe emitują neutrony, które zderzają się z atomami.

W rezultacie powstaje niestabilny izotop, który natychmiast rozpada się, uwalniając energię w postaci promieniowania gamma i ciepła.

Cząstki zderzające się przekazują sobie nawzajem energię kinetyczną, a liczba rozpadów rośnie wykładniczo.

To reakcja łańcuchowa – zasada działania reaktora jądrowego. Bez kontroli następuje to z szybkością błyskawicy, co prowadzi do eksplozji. Ale w reaktorze jądrowym proces jest pod kontrolą.

W ten sposób w rdzeniu uwalniana jest energia cieplna, która przekazywana jest wodzie płuczącej tę strefę (obieg pierwotny).

Tutaj temperatura wody wynosi 250-300 stopni. Następnie woda przekazuje ciepło do drugiego obwodu, a następnie do łopatek turbiny, które wytwarzają energię.

Konwersję energii jądrowej na energię elektryczną można przedstawić schematycznie:

• Energia wewnętrzna jądra uranu
• Energia kinetyczna fragmentów rozpadających się jąder i uwolnionych neutronów
• Energia wewnętrzna wody i pary
• Energia kinetyczna wody i pary
• Energia kinetyczna wirników turbin i generatorów
• Energia elektryczna

Rdzeń reaktora składa się z setek kaset połączonych metalową osłoną. Powłoka ta pełni także rolę reflektora neutronów.

Pomiędzy kasety umieszczone są pręty sterujące do regulacji szybkości reakcji oraz pręty zabezpieczenia awaryjnego reaktora.

Stacja zaopatrzenia w ciepło jądrowe

Pierwsze projekty takich stacji powstały już w latach 70. XX wieku, jednak ze względu na wstrząsy gospodarcze, jakie miały miejsce pod koniec lat 80. i ostry sprzeciw społeczeństwa, żaden z nich nie został w pełni zrealizowany.

Wyjątkiem jest elektrownia jądrowa Bilibino o małej mocy, która dostarcza ciepło i energię elektryczną do wsi Bilibino w Arktyce (10 tys. mieszkańców) oraz lokalnych przedsiębiorstw górniczych, a także reaktorów obronnych (produkują pluton):

• Syberyjska elektrownia jądrowa, dostarczająca ciepło do Siewierska i Tomska.
• Reaktor ADE-2 w Krasnojarskim Kombinacie Górniczo-Chemicznym, który od 1964 roku dostarcza energię cieplną i elektryczną miastu Żeleznogorsk.

W momencie kryzysu rozpoczęto budowę kilku AST opartych na reaktorach podobnych do WWER-1000:

• Woroneż AST
• Gorki AST
• Iwanowo AST (tylko planowane)

Budowa tych AST została wstrzymana w drugiej połowie lat 80. lub na początku lat 90.

W 2006 roku koncern Rosenergoatom planował budowę pływającej elektrowni jądrowej dla Archangielska, Peveku i innych miast polarnych w oparciu o reaktor KLT-40, stosowany w lodołamaczach nuklearnych.

Istnieje projekt budowy bezobsługowej elektrowni jądrowej opartej na reaktorze Elena oraz mobilnej (kolejowej) elektrowni reaktorowej Angstrem.

Wady i zalety elektrowni jądrowych

Każdy projekt inżynieryjny ma swoje pozytywne i negatywne strony.

Pozytywne aspekty elektrowni jądrowych:

• Brak szkodliwych emisji;
• Emisje substancji radioaktywnych są kilkukrotnie mniejsze niż w przypadku energii elektrycznej z węgla. elektrownie o podobnej mocy (elektrownie cieplne na popiół węglowy zawierają procent uranu i toru wystarczający do ich opłacalnego wydobycia);
• Mała ilość zużytego paliwa i możliwość jego ponownego wykorzystania po przetworzeniu;
• Wysoka moc: 1000-1600 MW na blok energetyczny;
• Niski koszt energii, zwłaszcza cieplnej.

Negatywne aspekty elektrowni jądrowych:

• Napromieniowane paliwo jest niebezpieczne i wymaga skomplikowanych i kosztownych działań w zakresie ponownego przetwarzania i przechowywania;
• Praca ze zmienną mocą nie jest pożądana w przypadku termicznych reaktorów neutronowych;
• Konsekwencje możliwego zdarzenia są niezwykle poważne, chociaż jego prawdopodobieństwo jest dość niskie;
• Duże inwestycje kapitałowe, zarówno specyficzne, w przeliczeniu na 1 MW mocy zainstalowanej dla jednostek o mocy mniejszej niż 700-800 MW, jak i ogólne, niezbędne do budowy stacji, jej infrastruktury, a także w przypadku ewentualnej likwidacji.

Rozwój nauki w dziedzinie energetyki jądrowej

Oczywiście są niedociągnięcia i obawy, ale energia jądrowa wydaje się najbardziej obiecująca.

Alternatywne metody pozyskiwania energii, ze względu na energię pływów, wiatru, słońca, źródeł geotermalnych itp., nie charakteryzują się obecnie wysokim poziomem uzyskiwanej energii i niskim jej stężeniem.

Niezbędne rodzaje produkcji energii niosą ze sobą indywidualne zagrożenia dla środowiska i turystyki, np. produkcja ogniw fotowoltaicznych zanieczyszczających środowisko, zagrożenie farm wiatrowych dla ptaków, zmiany dynamiki fal.

Naukowcy opracowują międzynarodowe projekty reaktorów jądrowych nowej generacji, np. GT-MGR, które poprawią bezpieczeństwo i zwiększą wydajność elektrowni jądrowych.

Rosja rozpoczęła budowę pierwszej na świecie pływającej elektrowni jądrowej, która pomoże rozwiązać problem niedoborów energii w odległych obszarach przybrzeżnych kraju.

USA i Japonia rozwijają minielektrownie jądrowe o mocy około 10-20 MW na potrzeby zaopatrzenia w ciepło i energię poszczególnych gałęzi przemysłu, zespołów mieszkaniowych, a w przyszłości - domów jednorodzinnych.

Zmniejszenie mocy produkcyjnych zakładu oznacza zwiększenie skali produkcji. Reaktory małogabarytowe powstają przy użyciu bezpiecznych technologii, które w znacznym stopniu ograniczają możliwość wycieku jądrowego.

Produkcja wodoru

Rząd USA przyjął Inicjatywę na rzecz Wodoru Atomowego. Wspólnie z Koreą Południową trwają prace nad stworzeniem nowej generacji reaktorów jądrowych zdolnych do produkcji dużych ilości wodoru.

INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) przewiduje, że jeden blok elektrowni jądrowej nowej generacji będzie wytwarzał wodór odpowiadający 750 000 litrów benzyny dziennie.

Finansowane są badania nad wykonalnością produkcji wodoru w istniejących elektrowniach jądrowych.

Energia termojądrowa

Jeszcze ciekawszą, choć stosunkowo odległą perspektywą jest wykorzystanie energii termojądrowej.

Reaktory termojądrowe, jak wynika z obliczeń, będą zużywać mniej paliwa na jednostkę energii, a zarówno samo paliwo (deuter, lit, hel-3), jak i produkty ich syntezy są nieradioaktywne, a zatem bezpieczne dla środowiska.

Obecnie przy udziale Rosji na południu Francji trwa budowa międzynarodowego eksperymentalnego reaktora termojądrowego ITER.

Jaka jest wydajność

Współczynnik efektywności (COP) to charakterystyka wydajności systemu lub urządzenia w odniesieniu do konwersji lub przesyłu energii.

Wyznacza się ją poprzez stosunek energii użytecznie wykorzystanej do całkowitej ilości energii otrzymanej przez system. Wydajność jest wielkością bezwymiarową i często jest mierzona w procentach.

Sprawność elektrowni jądrowej

Zaletą elektrowni wodnych jest najwyższa sprawność (92-95%). Wytwarzają 14% światowej energii elektrycznej.

Stacja tego typu jest jednak najbardziej wymagająca na budowie i jak pokazuje praktyka, jest bardzo wrażliwa na przestrzeganie zasad eksploatacji.

Przykład wydarzeń w HPP Sayano-Shushenskaya pokazał, jakie tragiczne konsekwencje może wyniknąć z zaniedbania zasad eksploatacji w dążeniu do obniżenia kosztów operacyjnych.

Elektrownie jądrowe charakteryzują się wysoką sprawnością (80%). Ich udział w światowej produkcji energii elektrycznej wynosi 22%.

Jednak elektrownie jądrowe wymagają zwiększonej uwagi na kwestię bezpieczeństwa, zarówno na etapie projektowania, budowy, jak i eksploatacji.

Najmniejsze odstępstwo od rygorystycznych przepisów bezpieczeństwa dotyczących elektrowni jądrowych niesie za sobą fatalne skutki dla całej ludzkości.

Oprócz bezpośredniego zagrożenia w razie awarii, użytkowaniu elektrowni jądrowych towarzyszą problemy bezpieczeństwa związane z unieszkodliwianiem lub unieszkodliwianiem wypalonego paliwa jądrowego.

Sprawność elektrowni cieplnych nie przekracza 34%, wytwarzają one do sześćdziesięciu procent światowej energii elektrycznej.

Oprócz energii elektrycznej elektrownie cieplne wytwarzają energię cieplną, która w postaci gorącej pary lub gorącej wody może być przesyłana do odbiorców na odległość 20-25 kilometrów. Stacje takie nazywane są CHP (Heat Electric Central).

TPP i elektrociepłownie nie są drogie w budowie, ale jeśli nie zostaną podjęte specjalne działania, wywierają niekorzystny wpływ na środowisko.

Negatywny wpływ na środowisko zależy od tego, jakie paliwo jest stosowane w jednostkach cieplnych.

Najbardziej szkodliwymi produktami jest spalanie węgla i ciężkich produktów naftowych; gaz ziemny jest mniej agresywny.

Elektrownie cieplne są głównym źródłem energii elektrycznej w Rosji, USA i większości krajów europejskich.

Są jednak wyjątki, np. w Norwegii prąd wytwarzany jest głównie przez elektrownie wodne, a we Francji 70% energii elektrycznej wytwarzane jest przez elektrownie jądrowe.

Pierwsza elektrownia na świecie

Pierwsza centralna elektrownia, Pearl Street, została uruchomiona 4 września 1882 roku w Nowym Jorku.

Stacja została zbudowana przy wsparciu firmy Edison Illuminating Company, na której czele stał Thomas Edisona.

Zainstalowano na nim kilka generatorów Edisona o łącznej mocy ponad 500 kW.

Stacja dostarczała energię elektryczną do całego obszaru Nowego Jorku o powierzchni około 2,5 kilometra kwadratowego.

Stacja spłonęła doszczętnie w 1890 r.; ocalało tylko jedno dynamo, które obecnie znajduje się w Greenfield Village Museum w stanie Michigan.

30 września 1882 roku rozpoczęła pracę pierwsza elektrownia wodna, Vulcan Street w Wisconsin. Autorem projektu był G.D. Rogers, szef Appleton Paper & Pulp Company.

Na stacji zainstalowano generator o mocy około 12,5 kW. Energii elektrycznej było wystarczająco dużo, aby zasilić dom Rogersa i jego dwie papiernie.

Elektrownia Gloucester Road. Brighton było jednym z pierwszych miast w Wielkiej Brytanii, które miało nieprzerwane zasilanie.

W 1882 roku Robert Hammond założył firmę Hammond Electric Light Company, a 27 lutego 1882 roku otworzył elektrownię Gloucester Road.

Stacja składała się z dynama szczotkowego, które służyło do napędzania szesnastu lamp łukowych.

W 1885 roku elektrownia Gloucester została zakupiona przez Brighton Electric Light Company. Później na tym terenie zbudowano nową stację, składającą się z trzech dynam szczotkowych z 40 lampami.

Elektrownia Pałacu Zimowego

W 1886 roku na jednym z dziedzińców Nowego Ermitażu wybudowano elektrownię.

Elektrownia była największą w całej Europie, nie tylko w momencie budowy, ale także przez kolejne 15 lat.

Wcześniej do oświetlania Pałacu Zimowego używano świec; w 1861 r. zaczęto używać lamp gazowych. Ponieważ lampy elektryczne miały większą przewagę, zaczęto wprowadzać oświetlenie elektryczne.

Zanim budynek został całkowicie zamieniony na energię elektryczną, podczas świąt Bożego Narodzenia i Nowego Roku 1885 roku używano lamp do oświetlania sal pałacowych.

9 listopada 1885 roku cesarz Aleksander III zatwierdził projekt budowy „fabryki prądu”. Projekt obejmował elektryfikację Pałacu Zimowego, budynków Ermitażu, dziedzińca i okolic w ciągu trzech lat, aż do 1888 roku.

Należało wyeliminować możliwość drgań budynku od pracy silników parowych; elektrownię zlokalizowano w osobnym pawilonie wykonanym ze szkła i metalu. Umieszczono go na drugim dziedzińcu Ermitażu, zwanym odtąd „Elektrycznym”.

Jak wyglądała stacja

Budynek stacji zajmował powierzchnię 630 m² i składał się z maszynowni z 6 kotłami, 4 parowozami i 2 lokomotywami oraz pomieszczenia z 36 dynamami elektrycznymi. Całkowita moc osiągnęła 445 KM.

Jako pierwsze oświetlono część frontowych pomieszczeń:

• Przedpokój
• Sala Pietrowskiego
• Wielka Sala Feldmarszałkowa
• Sala Herbowa
• Sala Św. Jerzego

Oferowane były trzy tryby oświetlenia:

• pełne (wakacyjne) włączenie pięć razy w roku (4888 żarówek i 10 świec Jabłoczkowa);
• sprawne – 230 żarówek;
• dyżur (noc) - 304 żarówki.
  Stacja zużywała rocznie około 30 tysięcy pudów (520 ton) węgla.

Duże elektrownie cieplne, elektrownie jądrowe i elektrownie wodne w Rosji

Największe elektrownie w Rosji według okręgów federalnych:

Centralny:

• Elektrownia Rejonowa Stanu Kostroma zasilana olejem opałowym;
• Stacja Ryazan, której głównym paliwem jest węgiel;
• Konakowska, która może działać na gazie i oleju opałowym;

Ural:

• Surgutskaja 1 i Surgutskaja 2. Stacje będące jedną z największych elektrowni w Federacji Rosyjskiej. Obydwa zasilane są gazem ziemnym;
• Reftinskaya, działająca na węglu i będąca jedną z największych elektrowni na Uralu;
• Troicka, również opalana węglem;
• Iriklinskaya, której głównym źródłem paliwa jest olej opałowy;

Prywałżski:

• Elektrownia Rejonowa Zainskaja, zasilana olejem opałowym;

Syberyjski Okręg Federalny:

• Elektrownia Okręgowa w Nazarowie, która zużywa olej opałowy;

Południowy:

• Stawropolska, która może również działać na paliwie kombinowanym w postaci gazu i oleju opałowego;

Północno-zachodni:

• Kirishskaya z olejem opałowym.

Lista rosyjskich elektrowni wytwarzających energię z wody, zlokalizowanych na terenie kaskady Angara-Jenisej:

Jenisej:

• Sayano-Shushenskaya
• Elektrownia wodna w Krasnojarsku;

Angara:

• Irkuck
• Bracka
• Ust-Ilimskaja.

Elektrownie jądrowe w Rosji

elektrownia jądrowa Bałakowo

Położony w pobliżu miasta Bałakowo, obwód Saratowski, na lewym brzegu zbiornika Saratowskiego. Składa się z czterech bloków WWER-1000, oddanych do użytku w latach 1985, 1987, 1988 i 1993.

elektrownia jądrowa w Biełojarsku

Zlokalizowana w mieście Zarechny, w obwodzie swierdłowskim, jest drugą przemysłową elektrownią jądrową w kraju (po syberyjskiej).

Na stacji zbudowano cztery bloki energetyczne: dwa z reaktorami na neutrony termiczne i dwa z reaktorami na neutrony szybkie.

Obecnie funkcjonujące bloki energetyczne to bloki III i IV z reaktorami BN-600 i BN-800 o mocy elektrycznej odpowiednio 600 MW i 880 MW.

W kwietniu 1980 roku oddano do użytku BN-600 – pierwszy na świecie blok energetyczny na skalę przemysłową z reaktorem na neutrony szybkie.

BN-800 został oddany do komercyjnej eksploatacji w listopadzie 2016 roku. Jest to jednocześnie największy na świecie blok energetyczny wyposażony w reaktor na neutronach szybkich.

Bilibino NPP

Położony w pobliżu miasta Bilibino, Czukocki Okręg Autonomiczny. Składa się z czterech bloków EGP-6 o mocy 12 MW każdy, oddanych do użytku w 1974 r. (dwa bloki), 1975 i 1976 r.

Wytwarza energię elektryczną i cieplną.

elektrownia jądrowa Kalinin

Znajduje się na północy obwodu twerskiego, na południowym brzegu jeziora Udomlya, w pobliżu miasta o tej samej nazwie.

Składa się z czterech bloków energetycznych z reaktorami typu WWER-1000 o mocy elektrycznej 1000 MW, które zostały oddane do eksploatacji w latach 1984, 1986, 2004 i 2011.

W dniu 4 czerwca 2006 roku podpisano umowę na budowę czwartego bloku energetycznego, który został oddany do eksploatacji w 2011 roku.

elektrownia jądrowa Kola

Położony w pobliżu miasta Polyarnye Zori w obwodzie murmańskim, nad brzegiem jeziora Imandra.

Składa się z czterech jednostek WWER-440, wprowadzonych do służby w latach 1973, 1974, 1981 i 1984.
Moc stacji wynosi 1760 MW.

Kursk elektrowni jądrowej

Jedna z czterech największych elektrowni jądrowych w Rosji, o tej samej mocy 4000 MW.

Położony w pobliżu miasta Kurchatov, obwód kurski, nad brzegiem rzeki Seim.

Składa się z czterech jednostek RBMK-1000, oddanych do służby w latach 1976, 1979, 1983 i 1985.

Moc stacji wynosi 4000 MW.

elektrownia jądrowa w Leningradzie

Jedna z czterech największych elektrowni jądrowych w Rosji, o tej samej mocy 4000 MW.

Położony w pobliżu miasta Sosnowy Bór, obwód leningradzki, na wybrzeżu Zatoki Fińskiej.

Składa się z czterech jednostek RBMK-1000, oddanych do służby w latach 1973, 1975, 1979 i 1981.

Moc stacji wynosi 4 GW. W 2007 roku produkcja wyniosła 24,635 miliardów kWh.

Nowoworoneż elektrowni jądrowej

Położony w obwodzie woroneskim, w pobliżu miasta Woroneż, na lewym brzegu rzeki Don. Składa się z dwóch jednostek WWER.

Zaopatruje obwód Woroneża w 85% energii elektrycznej i 50% ciepła dla miasta Nowoworoneż.

Moc stacji (bez ) wynosi 1440 MW.

elektrownia jądrowa Rostów

Znajduje się w obwodzie rostowskim, w pobliżu miasta Wołgodońsk. Moc elektryczna pierwszego bloku energetycznego wynosi 1000 MW, w 2010 roku do sieci przyłączono drugi blok energetyczny stacji.

W latach 2001-2010 stacja nosiła nazwę elektrowni jądrowej Wołgodonsk, wraz z uruchomieniem drugiego bloku energetycznego elektrowni jądrowej, stacja została oficjalnie przemianowana na elektrownię jądrową Rostów.

W 2008 roku elektrownia jądrowa wyprodukowała 8,12 miliarda kWh energii elektrycznej. Współczynnik wykorzystania mocy zainstalowanej (IUR) wyniósł 92,45%. Od momentu uruchomienia (2001 r.) wygenerował ponad 60 miliardów kWh energii elektrycznej.

elektrownia jądrowa Smoleńsk

Znajduje się w pobliżu miasta Desnogorsk, obwód smoleński. Stacja składa się z trzech bloków energetycznych z reaktorami typu RBMK-1000, które zostały oddane do eksploatacji w latach 1982, 1985 i 1990.

W skład każdego bloku energetycznego wchodzi: jeden reaktor o mocy cieplnej 3200 MW oraz dwa turbogeneratory o mocy elektrycznej 500 MW każdy.

Elektrownie jądrowe w USA

Elektrownia jądrowa Shippingport o mocy znamionowej 60 MW została otwarta w 1958 roku w Pensylwanii. Po 1965 roku na terenie całych Stanów Zjednoczonych miała miejsce intensywna budowa elektrowni jądrowych.

Większość amerykańskich elektrowni jądrowych została zbudowana w ciągu 15 lat po 1965 r., przed pierwszą na świecie poważną awarią w elektrowni jądrowej.

Jeśli wypadek w elektrowni jądrowej w Czarnobylu zostanie zapamiętany jako pierwszy wypadek, to tak nie jest.

Przyczyną awarii były nieprawidłowości w układzie chłodzenia reaktora oraz liczne błędy obsługi. W rezultacie stopiło się paliwo jądrowe. Usunięcie skutków wypadku zajęło około miliarda dolarów; proces likwidacji trwał 14 lat.

Po wypadku rząd Stanów Zjednoczonych Ameryki dostosował warunki bezpieczeństwa pracy wszystkich elektrowni jądrowych w kraju.

Doprowadziło to odpowiednio do kontynuacji okresu budowy i znacznego wzrostu cen obiektów „pokojowego atomu”. Zmiany te spowolniły rozwój przemysłu ogólnego w Stanach Zjednoczonych.

Pod koniec XX wieku Stany Zjednoczone miały 104 działające reaktory. Dziś Stany Zjednoczone zajmują pierwsze miejsce na świecie pod względem liczby reaktorów jądrowych.

Od początku XXI wieku w Ameryce od 2013 roku zamknięto cztery reaktory, a rozpoczęto budowę czterech kolejnych.

Tak naprawdę dzisiaj w Stanach Zjednoczonych działa 100 reaktorów w 62 elektrowniach jądrowych, które wytwarzają 20% całej energii w stanie.

Ostatni reaktor zbudowany w Stanach Zjednoczonych został uruchomiony w 1996 roku w elektrowni Watts Bar.

Władze USA przyjęły nowe wytyczne polityki energetycznej w 2001 roku. Obejmuje wektor rozwoju energetyki jądrowej, poprzez rozwój nowych typów reaktorów o bardziej odpowiednim współczynniku sprawności oraz nowych możliwości przetwarzania wypalonego paliwa jądrowego.

Plany do 2020 roku obejmowały budowę kilkudziesięciu nowych reaktorów jądrowych o łącznej mocy 50 000 MW. Ponadto osiągnięcie wzrostu mocy istniejących elektrowni jądrowych o około 10 000 MW.

USA są liderem pod względem liczby elektrowni jądrowych na świecie

Dzięki realizacji tego programu w 2013 roku rozpoczęto w Ameryce budowę czterech nowych reaktorów – dwóch w elektrowni jądrowej Vogtl, a dwóch pozostałych w VC Summer.

Te cztery reaktory to najnowszy typ reaktorów AP-1000 firmy Westinghouse.

Elektrownia atomowa

Elektrownia atomowa

(NPP), elektrownia, w której energia jądrowa jest przetwarzana na energię elektryczną. Podstawowym źródłem energii w elektrowni jądrowej jest reaktor jądrowy, w którym zachodzi kontrolowana reakcja łańcuchowa rozszczepienia jąder niektórych ciężkich pierwiastków. Wydzielone w tym przypadku ciepło jest z reguły przekształcane w energię elektryczną w taki sam sposób, jak w przypadku konwencjonalnego elektrownie cieplne(TES). Reaktor jądrowy działa paliwo jądrowe, głównie na uranie-235, uranie-233 i plutonie-239. Po podzieleniu 1 g izotopów uranu lub plutonu uwalnia się 22,5 tys. kWh energii, co odpowiada spaleniu prawie 3 ton standardowego paliwa.

Pierwsza na świecie pilotażowo-przemysłowa elektrownia jądrowa o mocy 5 MW została zbudowana w 1954 roku w Rosji w Obnińsku. Za granicą pierwszą przemysłową elektrownię jądrową o mocy 46 MW uruchomiono w 1956 roku w Calder Hall (Wielka Brytania). K. kon. XX wiek Św. działał w świecie. 430 reaktorów jądrowych o łącznej mocy elektrycznej ok. MW (w tym w Rosji – 21,3 tys. MW). Około jedna trzecia tych reaktorów działa w Stanach Zjednoczonych, Japonii, Niemczech, Kanadzie, Szwecji, Rosji, Francji itd. każdy ma ponad 10 działających reaktorów; pojedyncze reaktory jądrowe - wiele innych krajów (Pakistan, Indie, Izrael itp.). Elektrownia jądrowa produkuje ok. 15% całej energii elektrycznej wyprodukowanej na świecie.

Głównymi przyczynami szybkiego rozwoju elektrowni jądrowych są ograniczone zasoby paliw kopalnych, wzrost zużycia ropy i gazu na potrzeby transportowe, przemysłowe i komunalne, a także rosnące ceny nieodnawialnych źródeł energii. Zdecydowana większość działających elektrowni jądrowych posiada reaktory na neutrony termiczne: chłodzone wodą (ze zwykłą wodą jako moderatorem i chłodziwem neutronów); grafit-woda (moderator - grafit, chłodziwo - woda); grafit-gaz (moderator – grafit, chłodziwo – gaz); ciężka woda (moderator - ciężka woda, płyn chłodzący - zwykła woda). W Rosji budują ch. przyr. reaktory grafitowo-wodne i wodno-wodne; w Anglii elektrownie jądrowe wykorzystują głównie reaktory wodno-wodne, w Kanadzie dominują elektrownie jądrowe z reaktorami ciężkowodnymi; Sprawność elektrowni jądrowych jest nieco niższa niż sprawność elektrowni cieplnych wykorzystujących paliwa kopalne; Całkowita sprawność elektrowni jądrowej z reaktorem wodnym ciśnieniowym wynosi ok. 33%, a z reaktorem ciężkowodnym – ok. 29%. Natomiast grafitowe reaktory wodne z parą przegrzaną w reaktorze mają sprawność sięgającą 40%, co jest porównywalne ze sprawnością elektrowni cieplnych. Ale elektrownia jądrowa w zasadzie nie ma problemów z transportem: np. elektrownia jądrowa o mocy 1000 MW zużywa tylko 100 ton paliwa jądrowego rocznie, a elektrownia cieplna o tej samej mocy zużywa ok. 4 miliony ton węgla. Największą wadą reaktorów na neutrony termiczne jest bardzo niska efektywność wykorzystania uranu naturalnego – ok. 1%. Stopień wykorzystania uranu w reaktorach na prędkie neutrony jest znacznie wyższy – do 60–70%. Pozwala to na stosowanie materiałów rozszczepialnych o znacznie niższej zawartości uranu, nawet wody morskiej. Jednak reaktory prędkie wymagają dużych ilości rozszczepialnego plutonu, który jest odzyskiwany ze spalonych elementów paliwowych podczas ponownego przetwarzania wypalonego paliwa jądrowego, co jest dość drogie i skomplikowane.

Wszystkie reaktory elektrowni jądrowych są wyposażone w wymienniki ciepła; pompy lub zespoły nadmuchowe gazu do cyrkulacji chłodziwa; rurociągi i armatura obiegu cyrkulacyjnego; urządzenia do przeładunku paliwa jądrowego; specjalne systemy wentylacyjne, systemy alarmowe itp. Urządzenia te z reguły znajdują się w pomieszczeniach oddzielonych od innych pomieszczeń elektrowni jądrowej ochroną biologiczną. Wyposażenie turbinowni elektrowni jądrowej odpowiada w przybliżeniu wyposażeniu elektrowni cieplnej z turbiną parową. Wskaźniki ekonomiczne elektrowni jądrowej zależą od sprawności reaktora i pozostałych urządzeń energetycznych, współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej w ciągu roku, energochłonności rdzenia reaktora itp. Udział składnika paliwowego w koszcie wytworzonego energia elektryczna w elektrowni jądrowej wynosi zaledwie 30–40% (w elektrowniach cieplnych 60–70%). Oprócz wytwarzania energii elektrycznej elektrownie jądrowe służą także do odsalania wody (EJ Szewczenki w Kazachstanie).

Encyklopedia „Technologia”. - M.: Rosman. 2006 .

Synonimy:

Zobacz, czym jest „elektrownia jądrowa” w innych słownikach:

Elektrownia, w której energia atomowa (jądrowa) zamieniana jest na energię elektryczną. Generatorem energii w elektrowni jądrowej jest reaktor jądrowy. Synonimy: Elektrownia jądrowa Zobacz także: Elektrownie jądrowe Elektrownie Reaktory jądrowe Słownik finansowy... ... Słownik finansowy

- (EJ) elektrownia, w której energia jądrowa (jądrowa) jest przetwarzana na energię elektryczną. W elektrowni jądrowej ciepło uwalniane w reaktorze jądrowym wykorzystywane jest do wytwarzania pary wodnej, która obraca generator turbinowy. Pierwszą elektrownią jądrową na świecie o mocy 5 MW została... ... Wielki słownik encyklopedyczny

Elektrownia, w której energia jądrowa (jądrowa) zamieniana jest na energię elektryczną, gdzie ciepło wytworzone w reaktorze jądrowym w wyniku rozszczepienia jąder atomowych wykorzystywane jest do wytworzenia pary wodnej, która obraca turbogenerator. Edwarta. Słownik… … Słownik sytuacji awaryjnych

Elektrownia jądrowa- Elektrownia przetwarzająca energię rozszczepienia jąder atomowych na energię elektryczną lub na energię elektryczną i ciepło. [GOST 19431 84] Tematyka energetyka jądrowa w ogólności Synonimy elektrowni jądrowych EN elektrownia atomowa elektrownia elektrownia atomowaNGSNPGSNPPNPSjądrowa... ... Przewodnik tłumacza technicznego

Elektrownia jądrowa- Elektrownia, w której energia atomowa (jądrowa) jest przetwarzana na energię elektryczną. Syn.: Elektrownia jądrowa... Słownik geografii

- (EJ) Elektrownia Jądrowa Elektrownia jądrowa przeznaczona do produkcji energii elektrycznej. Warunki energetyki jądrowej. Koncern Rosenergoatom, 2010 ... Warunki energetyki jądrowej

Rzeczownik, liczba synonimów: 4 atomowy gigant (4) elektrownia jądrowa (6) pokojowy atom (4) ... Słownik synonimów

Zobacz też: Lista elektrowni jądrowych na świecie Kraje posiadające elektrownie jądrowe… Wikipedia

- (NPP) elektrownia, w której energia atomowa (jądrowa) zamieniana jest na energię elektryczną. Generatorem energii w elektrowni jądrowej jest reaktor jądrowy (patrz Reaktor jądrowy). Ciepło uwalniane w reaktorze w wyniku reakcji łańcuchowej rozszczepienia... ... Wielka encyklopedia radziecka

- (NPP), elektrownia, w której energia atomowa (jądrowa) jest przetwarzana na energię elektryczną. W elektrowni jądrowej ciepło uwalniane w reaktorze jądrowym wykorzystywane jest do wytwarzania pary wodnej, która obraca generator turbinowy. Jako paliwo nuklearne w składzie... ... Encyklopedia geograficzna

- elektrownia (NPP), w której energia atomowa (jądrowa) jest przetwarzana na energię elektryczną. W elektrowni jądrowej ciepło wydzielane w reaktorze jądrowym w wyniku reakcji łańcuchowej rozszczepienia jąder niektórych ciężkich pierwiastków, głównie 233U, 235U, 239Pu, przeliczone na... ... Wielki encyklopedyczny słownik politechniczny

Książki

• Notatki budowniczego A. N. Komarowskiego, Wspomnienia Bohatera Pracy Socjalistycznej, laureata Nagród Lenina i Państwowych, doktora nauk technicznych, profesora, generała-inżyniera pułkownika Aleksandra Nikołajewicza Komarowskiego... Kategoria: Urbanistyka i architektura Wydawca:

Elektrownie jądrowe wytwarzają rocznie 10,7% światowej energii elektrycznej. Wraz z elektrowniami cieplnymi i hydroelektrowniami działają na rzecz zapewnienia ludzkości światła i ciepła, umożliwienia korzystania z urządzeń elektrycznych oraz uczynienia naszego życia wygodniejszym i prostszym. Tak się składa, że ​​dziś słowa „elektrownia jądrowa” kojarzą się z globalnymi katastrofami i eksplozjami. Zwykli ludzie nie mają zielonego pojęcia o działaniu elektrowni jądrowej i jej budowie, ale nawet najbardziej nieoświeceni słyszeli o wydarzeniach w Czarnobylu i Fukushimie i są przerażeni.

Co to jest elektrownia jądrowa? Jak oni pracują? Jak niebezpieczne są elektrownie jądrowe? Nie wierz plotkom i mitom, przekonajmy się!

16 lipca 1945 roku po raz pierwszy wydobyto energię z jądra uranu na wojskowym poligonie w Stanach Zjednoczonych. Potężna eksplozja bomby atomowej, która spowodowała ogromną liczbę ofiar, stała się prototypem nowoczesnego i absolutnie pokojowego źródła energii elektrycznej.

Po raz pierwszy energię elektryczną wytworzono w reaktorze jądrowym 20 grudnia 1951 roku w stanie Idaho w USA. Aby sprawdzić jego działanie, generator został podłączony do 4 żarówek; niespodziewanie dla wszystkich, lampy się zaświeciły. Od tego momentu ludzkość zaczęła wykorzystywać energię reaktora jądrowego do produkcji prądu elektrycznego.

Pierwsza na świecie elektrownia jądrowa została uruchomiona w Obnińsku w ZSRR w 1954 roku. Jego moc wynosiła zaledwie 5 megawatów.

Co to jest elektrownia jądrowa? Elektrownia jądrowa to instalacja jądrowa wytwarzająca energię za pomocą reaktora jądrowego. Reaktor jądrowy zasilany jest paliwem jądrowym, najczęściej uranem.

Zasada działania instalacji jądrowej opiera się na reakcji rozszczepienia neutronów uranu, które zderzając się ze sobą, dzielą się na nowe neutrony, które z kolei również zderzają się, a także rozszczepiają. Reakcja ta nazywana jest reakcją łańcuchową i leży u podstaw energetyki jądrowej. Cały proces generuje ciepło, które podgrzewa wodę do bardzo gorącego stanu (320 stopni Celsjusza). Następnie woda zamienia się w parę, para obraca turbinę, napędza generator elektryczny, który wytwarza prąd.

Budowa elektrowni jądrowych przebiega dziś w szybkim tempie. Główną przyczyną wzrostu liczby elektrowni jądrowych na świecie są ograniczone zapasy paliwa organicznego; mówiąc najprościej, wyczerpują się rezerwy gazu i ropy, potrzebne na potrzeby przemysłu i komunalnych oraz uranu i plutonu, które pełnią funkcję paliwa dla elektrowni jądrowych, są potrzebne w niewielkich ilościach, a ich rezerwy są w dalszym ciągu wystarczające.

Co to jest elektrownia jądrowa? To nie tylko prąd i ciepło. Oprócz wytwarzania energii elektrycznej elektrownie jądrowe służą również do odsalania wody. Na przykład w Kazachstanie jest taka elektrownia jądrowa.

Jakie paliwo wykorzystuje się w elektrowniach jądrowych?

W praktyce elektrownie jądrowe mogą wykorzystywać kilka substancji zdolnych do wytwarzania energii jądrowej; paliwami współczesnych elektrowni jądrowych są uran, tor i pluton.

Paliwo torowe nie jest obecnie wykorzystywane w elektrowniach jądrowych, ponieważ trudniej jest go przekształcić w elementy paliwowe, czyli w skrócie pręty paliwowe.

Pręty paliwowe to metalowe rurki umieszczane wewnątrz reaktora jądrowego. Wewnątrz prętów paliwowych znajdują się substancje radioaktywne. Rury te można nazwać magazynami paliwa jądrowego. Drugim powodem rzadkiego stosowania toru jest jego skomplikowana i kosztowna obróbka po wykorzystaniu w elektrowniach jądrowych.

Paliwo plutonowe nie jest również wykorzystywane w energetyce jądrowej, gdyż substancja ta ma bardzo złożony skład chemiczny, którego wciąż nie nauczyli się prawidłowo używać.

Paliwo uranowe

Główną substancją wytwarzającą energię w elektrowniach jądrowych jest uran. Uran jest obecnie wydobywany na trzy sposoby: odkrywkowe, zamknięte kopalnie i podziemne ługowanie poprzez kopalnie wiertnicze. Ostatnia metoda jest szczególnie interesująca. Aby wydobyć uran metodą ługowania, do podziemnych studni wlewa się roztwór kwasu siarkowego, nasyca się uranem i ponownie wypompowuje.

Największe rezerwy uranu na świecie znajdują się w Australii, Kazachstanie, Rosji i Kanadzie. Najbogatsze złoża znajdują się w Kanadzie, Zairze, Francji i Czechach. W tych krajach z tony rudy uzyskuje się do 22 kilogramów surowca uranowego. Dla porównania w Rosji z jednej tony rudy uzyskuje się nieco ponad półtora kilograma uranu.

Miejsca wydobycia uranu nie są radioaktywne. W czystej postaci substancja ta stanowi niewielkie zagrożenie dla człowieka; znacznie większym zagrożeniem jest radioaktywny, bezbarwny gaz radon, który powstaje podczas naturalnego rozpadu uranu.

Uran nie może być stosowany w postaci rudy w elektrowniach jądrowych, nie może powodować żadnych reakcji. W pierwszej kolejności surowce uranowe przetwarzane są na proszek – tlenek uranu, a dopiero potem staje się paliwem uranowym. Proszek uranowy zamienia się w metalowe „tabletki” – prasowany jest w małe, zgrabne kolby, które wypala się przez 24 godziny w potwornie wysokich temperaturach przekraczających 1500 stopni Celsjusza. To właśnie te granulki uranu trafiają do reaktorów jądrowych, gdzie zaczynają ze sobą oddziaływać i ostatecznie dostarczają ludziom energię elektryczną.
W jednym reaktorze jądrowym pracuje jednocześnie około 10 milionów granulek uranu.
Oczywiście granulek uranu nie można po prostu wrzucić do reaktora. Umieszcza się je w metalowych rurkach ze stopów cyrkonu - prętach paliwowych, rurki łączy się ze sobą w wiązki i tworzą zespoły paliwowe - zespoły paliwowe. To właśnie FA można słusznie nazwać paliwem dla elektrowni jądrowych.

Przerób paliwa elektrowni jądrowej

Po około roku użytkowania uran w reaktorach jądrowych należy wymienić. Elementy paliwowe są chłodzone przez kilka lat i kierowane do posiekania i rozpuszczenia. W wyniku ekstrakcji chemicznej uwalniany jest uran i pluton, które są ponownie wykorzystywane i wykorzystywane do produkcji świeżego paliwa jądrowego.

Produkty rozpadu uranu i plutonu wykorzystywane są do wytwarzania źródeł promieniowania jonizującego. Wykorzystuje się je w medycynie i przemyśle.

Wszystko, co pozostaje po tych manipulacjach, jest wysyłane do gorącego pieca, a z pozostałości wytwarza się szkło, które następnie jest przechowywane w specjalnych magazynach. Dlaczego szkło? Bardzo trudno będzie usunąć pozostałości pierwiastków promieniotwórczych, które mogą szkodzić środowisku.

Wiadomości o elektrowniach jądrowych - niedawno pojawiła się nowa metoda unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych. Powstały tzw. szybkie reaktory jądrowe lub reaktory na prędkie neutrony, które działają na przetworzonych pozostałościach paliwa jądrowego. Zdaniem naukowców pozostałości paliwa jądrowego, składowane obecnie w magazynach, są w stanie zapewnić paliwo dla reaktorów na neutronach szybkich przez 200 lat.

Ponadto nowe reaktory prędkie mogą pracować na paliwie uranowym, które jest wytwarzane z uranu 238; substancja ta nie jest stosowana w konwencjonalnych elektrowniach jądrowych, ponieważ Dzisiejszym elektrowniom jądrowym łatwiej jest przetwarzać uran 235 i 233, którego w przyrodzie niewiele zostało. Nowe reaktory dają więc szansę na wykorzystanie ogromnych złóż uranu 238, z których nikt wcześniej nie korzystał.

Jak zbudowana jest elektrownia jądrowa?

Co to jest elektrownia jądrowa? Co to za plątanina szarych budynków, którą większość z nas widziała tylko w telewizji? Jak trwałe i bezpieczne są te konstrukcje? Jaka jest struktura elektrowni jądrowej? Sercem każdej elektrowni jądrowej jest budynek reaktora, obok niego znajduje się turbinownia i budynek bezpieczeństwa.

WAŻNE JEST WIEDZIEĆ:

Budowa elektrowni jądrowych prowadzona jest zgodnie z przepisami, przepisami i wymogami bezpieczeństwa obowiązującymi obiekty pracujące z substancjami promieniotwórczymi. Elektrownia nuklearna jest pełnoprawnym obiektem strategicznym państwa. Dlatego grubość ścian i żelbetowych konstrukcji wzmacniających w budynku reaktora jest kilkukrotnie większa niż w przypadku konstrukcji standardowych. Tym samym tereny elektrowni jądrowych są w stanie wytrzymać trzęsienia ziemi o sile 8 stopni w skali Richtera, tornada, tsunami, tornada i katastrofy lotnicze.

Budynek reaktora zwieńczony jest kopułą, która jest chroniona wewnętrznymi i zewnętrznymi betonowymi ścianami. Wewnętrzna ściana betonowa pokryta jest blachą stalową, która w razie wypadku powinna stworzyć zamkniętą przestrzeń powietrzną i nie uwalniać do powietrza substancji radioaktywnych.

Każda elektrownia jądrowa posiada własny basen chłodniczy. Znajdują się tam tabletki uranu, które już przepracowały swój okres użytkowania. Po usunięciu paliwa uranowego z reaktora pozostaje ono niezwykle radioaktywne, dlatego aby reakcje wewnątrz prętów paliwowych ustały, musi to zająć od 3 do 10 lat (w zależności od konstrukcji reaktora, w którym znajdowało się paliwo). W basenach chłodzących granulki uranu schładzają się i nie zachodzą w nich reakcje.

Schemat technologiczny elektrowni jądrowej, lub po prostu schemat projektowy elektrowni jądrowych, jest kilku typów, a także charakterystyka elektrowni jądrowej i schemat termiczny elektrowni jądrowej, w zależności od rodzaju reaktora jądrowego wykorzystywanego w procesie wytwarzania energii elektrycznej.

Pływająca elektrownia jądrowa

Wiemy już, czym jest elektrownia jądrowa, ale rosyjscy naukowcy wpadli na pomysł, aby wziąć elektrownię jądrową i uczynić ją mobilną. Na dzień dzisiejszy projekt jest już prawie ukończony. Projekt ten nazwano pływającą elektrownią jądrową. Zgodnie z planem pływająca elektrownia jądrowa będzie w stanie dostarczać energię elektryczną do dwustutysięcznego miasta. Jego główną zaletą jest możliwość poruszania się drogą morską. Budowa zdolnej do ruchu elektrowni jądrowej trwa obecnie tylko w Rosji.

Wiadomość o elektrowni jądrowej to rychłe uruchomienie pierwszej na świecie pływającej elektrowni jądrowej, która ma dostarczać energię do portowego miasta Pevek, położonego w Czukockim Okręgu Autonomicznym w Rosji. Pierwsza pływająca elektrownia jądrowa nosi nazwę „Akademik Łomonosow”, w Petersburgu powstaje minielektrownia jądrowa, której uruchomienie planowane jest na lata 2016 – 2019. Prezentacja pływającej elektrowni jądrowej odbyła się w 2015 roku, wówczas budowniczowie zaprezentowali prawie ukończony projekt pływającej elektrowni jądrowej.

Pływająca elektrownia jądrowa ma za zadanie dostarczać energię elektryczną do najbardziej odległych miast z dostępem do morza. Reaktor jądrowy Akademik Łomonosow nie ma tak dużej mocy jak lądowe elektrownie jądrowe, ale ma żywotność 40 lat, co oznacza, że ​​mieszkańcy małego Peveka nie będą cierpieć z powodu braku prądu przez prawie pół wieku.

Pływająca elektrownia jądrowa może służyć nie tylko jako źródło ciepła i energii elektrycznej, ale także do odsalania wody. Według obliczeń może dziennie wyprodukować od 40 do 240 metrów sześciennych świeżej wody.
Koszt pierwszego bloku pływającej elektrowni jądrowej wyniósł 16 i pół miliarda rubli, jak widać, budowa elektrowni jądrowych nie jest tanią przyjemnością.

Bezpieczeństwo elektrowni jądrowych

Po katastrofie w Czarnobylu w 1986 r. i awarii w Fukushimie w 2011 r. słowa elektrownia jądrowa wywołują w ludziach strach i panikę. Tak naprawdę nowoczesne elektrownie jądrowe są wyposażone w najnowocześniejszą technologię, opracowano specjalne zasady bezpieczeństwa i ogólnie ochrona elektrowni jądrowej składa się z 3 poziomów:

Na pierwszym poziomie należy zapewnić normalną pracę elektrowni jądrowej. Bezpieczeństwo elektrowni jądrowej w dużej mierze zależy od właściwej lokalizacji elektrowni jądrowej, dobrze opracowanego projektu i spełnienia wszystkich warunków podczas budowy obiektu. Wszystko musi być zgodne z przepisami, instrukcjami bezpieczeństwa i planami.

Na drugim poziomie ważne jest, aby nie dopuścić do przejścia normalnej pracy elektrowni jądrowej w sytuację awaryjną. W tym celu istnieją specjalne urządzenia, które monitorują temperaturę i ciśnienie w reaktorach i zgłaszają najmniejsze zmiany odczytów.

Jeśli pierwszy i drugi poziom ochrony nie zadziałają, stosuje się trzeci - bezpośrednią reakcję na sytuację awaryjną. Czujniki wykrywają awarię i same na nią reagują – wyłączają reaktory, lokalizują źródła promieniowania, schładzają rdzeń i zgłaszają awarię.

Oczywiście elektrownia jądrowa wymaga szczególnej dbałości o system bezpieczeństwa, zarówno na etapie budowy, jak i eksploatacji. Nieprzestrzeganie rygorystycznych przepisów może mieć bardzo poważne konsekwencje, jednak dziś większość odpowiedzialności za bezpieczeństwo elektrowni jądrowych spada na systemy komputerowe, a czynnik ludzki jest niemal całkowicie wykluczony. Biorąc pod uwagę wysoką dokładność nowoczesnych maszyn, można być pewnym bezpieczeństwa elektrowni jądrowych.

Eksperci zapewniają, że w stale pracujących nowoczesnych elektrowniach jądrowych lub w ich pobliżu nie jest możliwe przyjęcie dużej dawki promieniowania radioaktywnego. Nawet pracownicy elektrowni jądrowych, którzy notabene na co dzień mierzą poziom otrzymywanego promieniowania, nie są narażeni na promieniowanie w większym stopniu niż zwykli mieszkańcy dużych miast.

Reaktor nuklearny

Co to jest elektrownia jądrowa? Jest to przede wszystkim działający reaktor jądrowy. Wewnątrz niego zachodzi proces wytwarzania energii. FA umieszcza się w reaktorze jądrowym, gdzie neutrony uranu reagują ze sobą, przekazują ciepło wodzie i tak dalej.

Wewnątrz konkretnego budynku reaktora znajdują się następujące konstrukcje: źródło wody, pompa, generator, turbina parowa, skraplacz, odgazowywacze, oczyszczacz, zawór, wymiennik ciepła, sam reaktor i regulator ciśnienia.

Reaktory występują w kilku typach, w zależności od tego, jaka substancja pełni w urządzeniu rolę moderatora i chłodziwa. Najprawdopodobniej nowoczesna elektrownia jądrowa będzie wyposażona w reaktory na neutrony termiczne:

• woda-woda (ze zwykłą wodą zarówno jako moderatorem neutronów, jak i chłodziwem);
• grafit-woda (moderator - grafit, chłodziwo - woda);
• grafit-gaz (moderator – grafit, chłodziwo – gaz);
• ciężka woda (moderator - ciężka woda, płyn chłodzący - zwykła woda).

Sprawność elektrowni jądrowej i moc elektrowni jądrowej

Całkowita sprawność elektrowni jądrowej (współczynnik sprawności) z reaktorem wodno-ciśnieniowym wynosi około 33%, reaktorem wodnym grafitowym – około 40%, a reaktorem ciężkowodnym – około 29%. Rentowność ekonomiczna elektrowni jądrowej zależy od sprawności reaktora jądrowego, energochłonności rdzenia reaktora, współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej w ciągu roku itp.

Wiadomości o elektrowniach jądrowych – naukowcy obiecują wkrótce zwiększyć sprawność elektrowni jądrowych półtorakrotnie, do 50%. Stanie się tak, jeśli zespoły paliwowe, czyli zespoły paliwowe umieszczane bezpośrednio w reaktorze jądrowym, zostaną wykonane nie ze stopów cyrkonu, ale z kompozytu. Problemem współczesnych elektrowni jądrowych jest to, że cyrkon nie jest wystarczająco odporny na ciepło, nie wytrzymuje bardzo wysokich temperatur i ciśnień, dlatego sprawność elektrowni jądrowych jest niska, podczas gdy kompozyt wytrzymuje temperatury powyżej tysiąca stopni Celsjusza.

Eksperymenty z wykorzystaniem kompozytu jako powłoki dla granulek uranu prowadzone są w USA, Francji i Rosji. Naukowcy pracują nad zwiększeniem wytrzymałości materiału i wprowadzeniem go do energii jądrowej.

Co to jest elektrownia jądrowa? Elektrownie jądrowe to światowa energia elektryczna. Całkowita moc elektryczna elektrowni jądrowych na świecie wynosi 392 082 MW. Charakterystyka elektrowni jądrowej zależy przede wszystkim od jej mocy. Najpotężniejsza elektrownia jądrowa na świecie znajduje się we Francji; moc elektrowni jądrowej Sivo (każdy blok) wynosi ponad półtora tysiąca MW (megawatów). Moc pozostałych elektrowni jądrowych waha się od 12 MW w minielektrowniach jądrowych (EJ Bilibino, Rosja) do 1382 MW (elektrownia jądrowa Flanmanville, Francja). Na etapie budowy znajdują się blok Flamanville o mocy 1650 MW oraz elektrownie jądrowe Shin-Kori w Korei Południowej o mocy 1400 MW.

Koszt elektrowni jądrowej

Elektrownia jądrowa, co to jest? To dużo pieniędzy. Obecnie ludzie potrzebują wszelkich sposobów wytwarzania energii elektrycznej. Wszędzie w mniej lub bardziej rozwiniętych krajach buduje się elektrownie wodne, cieplne i jądrowe. Budowa elektrowni jądrowej nie jest procesem łatwym, wymaga dużych kosztów i inwestycji kapitałowych, najczęściej pozyskiwanych jest ze środków budżetów państwa.

Na koszt elektrowni jądrowej składają się koszty inwestycyjne - wydatki na przygotowanie terenu, budowę, uruchomienie urządzeń (kwoty kosztów kapitałowych są zaporowe, np. jeden generator pary w elektrowni jądrowej kosztuje ponad 9 milionów dolarów). Ponadto elektrownie jądrowe wymagają również kosztów eksploatacyjnych, do których zalicza się zakup paliwa, koszty jego utylizacji itp.

Z wielu powodów oficjalny koszt elektrowni jądrowej jest jedynie przybliżony; obecnie elektrownia jądrowa będzie kosztować około 21–25 miliardów euro. Zbudowanie od podstaw jednego bloku jądrowego będzie kosztować około 8 milionów dolarów. Średnio okres zwrotu jednej stacji wynosi 28 lat, żywotność wynosi 40 lat. Jak widać elektrownie atomowe to dość kosztowna przyjemność, ale jak się przekonaliśmy, niezwykle potrzebna i pożyteczna zarówno dla Was, jak i dla mnie.

ELEKTROWNIA ATOMOWA(NPP), elektrownia wykorzystująca ciepło powstające w reaktorze jądrowym w wyniku kontrolowanej reakcji łańcuchowej rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich (głównie. $\ce(^(233)U, ^(235)U, ^(239)Pu)$). Ciepło wytwarzane w rdzeń reaktora jądrowego, jest przesyłany (bezpośrednio lub przez półprodukt). płyn chłodzący) płyn roboczy (głównie para wodna), który napędza turbiny parowe z turbogeneratorami.

Elektrownia jądrowa jest w zasadzie analogiem elektrowni konwencjonalnej Elektrociepłownia(TPP), w którym zamiast kotła parowego wykorzystuje się reaktor jądrowy. Jednakże, choć podstawowe schematy termodynamiczne elektrowni jądrowych i cieplnych są podobne, istnieją między nimi także istotne różnice. Najważniejsze z nich to ekologiczna i ekonomiczna przewaga elektrowni jądrowych nad elektrowniami cieplnymi: elektrownie jądrowe nie wymagają tlenu do spalania paliwa; praktycznie nie zanieczyszczają środowiska dwutlenkiem siarki i innymi gazami; paliwo jądrowe ma znacznie wyższą wartość opałową (rozszczepienie 1 g izotopów U lub Pu uwalnia 22 500 kWh, co odpowiada energii zawartej w 3 000 kg węgla), co znacznie zmniejsza jego objętość oraz koszty transportu i przeładunku; Światowe zasoby energetyczne paliwa jądrowego znacznie przewyższają naturalne zasoby paliwa węglowodorowego. Ponadto wykorzystanie reaktorów jądrowych (dowolnego typu) jako źródła energii wymaga zmian w obwodach cieplnych przyjętych w konwencjonalnych elektrowniach cieplnych i wprowadzenia nowych elementów np. do konstrukcji elektrowni jądrowych. biologiczny ochrona (patrz Bezpieczeństwo radiacyjne), systemy przeładunku wypalonego paliwa, zbiorniki do przechowywania paliwa itp. Przenoszenie energii cieplnej z reaktora jądrowego do turbin parowych odbywa się za pomocą chłodziwa krążącego szczelnymi rurociągami, w połączeniu z pompami obiegowymi, tworząc tzw. obwód lub pętla reaktora. Jako chłodziwa stosuje się zwykłą i ciężką wodę, parę wodną, ​​ciekłe metale, ciecze organiczne i niektóre gazy (na przykład hel, dwutlenek węgla). Obwody, przez które przepływa chłodziwo, są zawsze zamknięte, aby uniknąć wycieku radioaktywności; o ich liczbie decyduje głównie rodzaj reaktora jądrowego, a także właściwości płynu roboczego i chłodziwa.

W elektrowniach jądrowych z obwodem jednoprzewodowym (ryc. A) płyn chłodzący jest jednocześnie płynem roboczym, cały obwód jest radioaktywny i dlatego otoczony jest ochroną biologiczną. W przypadku stosowania jako chłodziwa gazu obojętnego, takiego jak hel, który nie jest aktywowany w polu neutronów rdzenia, osłona biologiczna jest konieczna tylko wokół reaktora jądrowego, ponieważ chłodziwo nie jest radioaktywne. Chłodziwo – płyn roboczy, nagrzewa się w rdzeniu reaktora, następnie trafia do turbiny, gdzie jego energia cieplna zamieniana jest na energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną w generatorze elektrycznym. Najczęściej spotykane są jednoprzewodowe elektrownie jądrowe z reaktorami jądrowymi, w których chłodziwo i moderator neutronów woda służy. Płyn roboczy powstaje bezpośrednio w rdzeniu, gdy chłodziwo zostanie podgrzane do wrzenia. Reaktory takie nazywane są reaktorami wrzącej wody; w światowym przemyśle energetyki jądrowej określa się je mianem BWR (ang. Boiling Water Reactor). Reaktory wrzące z wodnym chłodziwem i moderatorem grafitowym - RBMK (reaktor kanałowy dużej mocy) - stały się powszechne w Rosji. Zastosowanie wysokotemperaturowych reaktorów chłodzonych gazem (z chłodziwem helem) – HTGR – w elektrowniach jądrowych uważa się za obiecujące. Sprawność jednoprzewodowych elektrowni jądrowych pracujących w zamkniętym obiegu turbiny gazowej może przekraczać 45–50%.

W obwodzie podwójnym (ryc. B) chłodziwo obiegu pierwotnego nagrzane w rdzeniu przekazywane jest do wytwornicy pary ( wymiennik ciepła) energię cieplną do płynu roboczego w drugim obiegu, po czym jest ona zwracana do rdzenia za pomocą pompy obiegowej. Podstawowym czynnikiem chłodzącym może być woda, ciekły metal lub gaz, a czynnikiem roboczym jest woda, która w wytwornicy pary zamienia się w parę wodną. Obwód pierwotny jest radioaktywny i otoczony osłoną biologiczną (z wyjątkiem przypadków, gdy jako chłodziwo stosuje się gaz obojętny). Drugi obwód jest zwykle odporny na promieniowanie, ponieważ płyn roboczy i chłodziwo pierwszego obwodu nie stykają się ze sobą. Najbardziej rozpowszechnione są dwuprzewodowe elektrownie jądrowe z reaktorami, w których głównym czynnikiem chłodzącym i moderatorem jest woda, a czynnikiem roboczym jest para wodna. Ten typ reaktora jest oznaczony jako WWER – reaktor mocy chłodzony wodą. reaktor (PWR - Power Water Reactor). Sprawność elektrowni jądrowych z WWER sięga 40%. Pod względem sprawności termodynamicznej takie elektrownie jądrowe ustępują jednoprzewodowym elektrowniom jądrowym z HTGR, jeśli temperatura chłodziwa gazowego na wyjściu z rdzenia przekracza 700 °C.

Trójobwodowe obwody termiczne (ryc. V) stosuje się tylko w przypadkach, gdy konieczne jest całkowite wyeliminowanie kontaktu chłodziwa obwodu pierwotnego (radioaktywnego) z płynem roboczym; np. gdy rdzeń jest chłodzony ciekłym sodem, jego kontakt z cieczą roboczą (parą wodną) może doprowadzić do poważnej awarii. Ciekły sód jako chłodziwo stosowany jest wyłącznie w reaktorach jądrowych na neutronach szybkich (FBR – Fast Breeder Reactor). Cechą elektrowni jądrowych z reaktorem na prędkie neutrony jest to, że jednocześnie z wytwarzaniem energii elektrycznej i cieplnej odtwarzają one izotopy rozszczepialne odpowiednie do zastosowania w termicznych reaktorach jądrowych (patrz. Reaktor hodowlany).

Turbiny elektrowni jądrowych pracują zazwyczaj na parze nasyconej lub lekko przegrzanej. W przypadku turbin pracujących na parze przegrzanej para nasycona przepuszczana jest przez rdzeń reaktora (przez specjalne kanały) lub przez specjalny wymiennik ciepła - przegrzewacz pary pracujący na paliwie węglowodorowym - w celu podwyższenia temperatury i ciśnienia. Sprawność termodynamiczna obiegu elektrowni jądrowej jest tym większa, im wyższe są parametry chłodziwa i płynu roboczego, o których decydują możliwości technologiczne i właściwości materiałów konstrukcyjnych stosowanych w obiegach chłodniczych elektrowni jądrowej.

W elektrowniach jądrowych dużą wagę przywiązuje się do czyszczenia chłodziwa, ponieważ obecne w nim naturalne zanieczyszczenia, a także produkty korozji gromadzące się podczas pracy urządzeń i rurociągów są źródłami radioaktywności. Stopień czystości chłodziwa w dużej mierze determinuje poziom warunków radiacyjnych na terenie elektrowni jądrowej.

Elektrownie jądrowe prawie zawsze budowane są w pobliżu odbiorców energii, gdyż koszty transportu paliwa jądrowego do elektrowni jądrowych, w przeciwieństwie do paliwa węglowodorowego dla elektrowni cieplnych, mają niewielki wpływ na koszt wytwarzanej energii (zwykle paliwo jądrowe w reaktorach energetycznych zastępuje się nową raz na kilka lat), a przesyłanie energii elektrycznej i cieplnej na duże odległości znacznie podnosi ich koszt. Elektrownię jądrową buduje się po zawietrznej stronie najbliższego zaludnionego obszaru, wokół niej tworzy się strefę ochrony sanitarnej i strefę obserwacyjną, w której nie wolno mieszkać ludności. W strefie obserwacyjnej umieszczona jest aparatura kontrolno-pomiarowa umożliwiająca ciągły monitoring środowiska.

Podstawą jest elektrownia jądrowa energia atomowa. Ich głównym przeznaczeniem jest produkcja energii elektrycznej (elektrownie jądrowe kondensacyjne) lub skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła (elektrownie jądrowe – NCHPP). W ATPP część pary wydobywającej się z turbin jest odprowadzana do tzw. sieciowe wymienniki ciepła do podgrzewania wody krążącej w zamkniętych sieciach ciepłowniczych. W niektórych przypadkach energia cieplna reaktorów jądrowych może być wykorzystywana wyłącznie na potrzeby ciepłownictwa (elektrownie jądrowe - AST). W tym przypadku podgrzana woda z wymienników ciepła pierwszego i drugiego obiegu trafia do wymiennika sieciowego, gdzie oddaje ciepło wodzie sieciowej, a następnie wraca do obiegu.

Jedną z zalet elektrowni jądrowych w porównaniu z konwencjonalnymi elektrowniami cieplnymi jest ich wysoka przyjazność dla środowiska, która jest utrzymywana w przypadku kwalifikacji. działanie reaktorów jądrowych. Istniejące bariery chroniące przed promieniowaniem w elektrowniach jądrowych (okładziny paliwa, zbiornik reaktora jądrowego itp.) zapobiegają zanieczyszczeniu chłodziwa radioaktywnymi produktami rozszczepienia. Nad halą reaktora elektrowni jądrowej wznosi się płaszcz ochronny (obudowa), który ma zapobiec przedostawaniu się materiałów radioaktywnych do środowiska w przypadku najpoważniejszej awarii - rozhermetyzowania obwodu pierwotnego, stopienia rdzenia. Szkolenie personelu EJ polega na szkoleniu na specjalnych symulatorach (symulatorach EJ) w celu ćwiczenia działań zarówno w sytuacjach normalnych, jak i awaryjnych. W elektrowni jądrowej istnieje szereg usług zapewniających normalne funkcjonowanie elektrowni i bezpieczeństwo jej personelu (na przykład monitorowanie promieniowania, zapewnienie wymagań sanitarno-higienicznych itp.). Na terenie elektrowni jądrowej tworzone są tymczasowe magazyny świeżego i wypalonego paliwa jądrowego, ciekłych i stałych odpadów promieniotwórczych powstałych w trakcie jej eksploatacji. Wszystko to prowadzi do tego, że koszt kilowata zainstalowanego mocy w elektrowni jądrowej jest o ponad 30% wyższy niż koszt kilowata w elektrowni cieplnej. Jednakże koszt energii wytworzonej w elektrowni jądrowej dostarczanej do odbiorcy jest niższy niż w elektrowniach cieplnych, ze względu na bardzo mały udział składnika paliwowego w tym koszcie. Elektrownie jądrowe ze względu na wysoką sprawność i możliwości regulacji mocy są zwykle eksploatowane w trybie podstawowym, a współczynnik wykorzystania mocy zainstalowanej elektrowni jądrowej może przekraczać 80%. Wraz ze wzrostem udziału elektrowni jądrowych w ogólnym bilansie energetycznym regionu mogą one również pracować w trybie elastycznym (w celu pokrycia nierówności obciążenia w lokalnym systemie energetycznym). Zdolność elektrowni jądrowych do długotrwałej pracy bez zmiany paliwa pozwala na ich wykorzystanie w odległych regionach. Opracowano elektrownie jądrowe, których układ wyposażenia oparty jest na zasadach stosowanych w pokładowych elektrowniach jądrowych. instalacje (patrz Lodołamacz o napędzie atomowym). Takie elektrownie jądrowe można umieścić na przykład na barce. Obiecujące są elektrownie jądrowe wyposażone w HTGR, wytwarzające energię cieplną do realizacji procesów technologicznych w przemyśle metalurgicznym, chemicznym i naftowym, podczas zgazowania węgla i łupków oraz do produkcji syntetycznego paliwa węglowodorowego. Żywotność elektrowni jądrowej wynosi 25–30 lat. Likwidacja elektrowni jądrowej, demontaż reaktora i rekultywacja terenu do stanu „zielonego trawnika” to złożone i kosztowne przedsięwzięcie organizacyjno-techniczne, realizowane według planów opracowanych dla każdego konkretnego przypadku.

Pierwsza na świecie działająca elektrownia jądrowa o mocy 5000 kW została uruchomiona w Rosji w 1954 roku w Obnińsku. W 1956 r. uruchomiono elektrownię jądrową Calder Hall w Wielkiej Brytanii (46 MW), a w 1957 r. elektrownię jądrową Shippingport w USA (60 MW). W 1974 r. uruchomiono pierwszą na świecie elektrownię jądrową Bilibinskaja (Czukocki Okręg Autonomiczny). W II poł. rozpoczęto masową budowę dużych, ekonomicznych elektrowni jądrowych. Lata 60 Jednak po awarii (1986) w elektrowni jądrowej w Czarnobylu atrakcyjność energetyki jądrowej wyraźnie spadła, a w szeregu krajów posiadających wystarczające tradycyjne zasoby paliw i energii lub dostęp do nich, budowa nowych elektrowni jądrowych elektrownie faktycznie stanęły (Rosja, USA, Wielka Brytania, Niemcy). Na początku XXI w., 11.3.2011 r. na Pacyfiku u wschodniego wybrzeża Japonii w wyniku silnego trzęsienia ziemi o sile od 9,0 do 9,1 w skali Richtera i następujących po nim tsunami(wysokość fali osiągnęła 40,5 m) w elektrowni jądrowej Fukushima1 (wieś Okuma, prefektura Fukushima) największykatastrofa technologiczna– wypadek radiacyjny o maksymalnym poziomie 7 w Międzynarodowej Skali Zdarzeń Jądrowych. Uderzenie tsunami wyłączyło zewnętrzne źródła zasilania i rezerwowe generatory diesla, co spowodowało niesprawność wszystkich normalnych i awaryjnych systemów chłodzenia oraz doprowadziło do stopienia rdzenia reaktora na blokach energetycznych 1, 2 i 3 w pierwszych dniach awarii. W grudniu 2013 roku elektrownia jądrowa została oficjalnie zamknięta. Od pierwszej połowy 2016 r. wysoki poziom promieniowania uniemożliwia pracę nie tylko ludziom w budynkach reaktorów, ale także robotom, które z powodu wysokiego poziomu promieniowania ulegają awariom. Planuje się, że wywóz warstw gleby do specjalnych składowisk i ich zniszczenie zajmie 30 lat.

31 krajów na całym świecie korzysta z elektrowni jądrowych. Obowiązuje na rok 2015 ok. 440 reaktorów jądrowych (bloków energetycznych) o łącznej mocy ponad 381 tys. MW (381 GW). OK. W budowie jest 70 reaktorów jądrowych. Światowym liderem pod względem udziału w całkowitej produkcji energii elektrycznej jest Francja (drugie miejsce pod względem mocy zainstalowanej), w której energetyka jądrowa stanowi 76,9%.

Największą elektrownią jądrową na świecie w 2015 roku (pod względem mocy zainstalowanej) jest Kashiwazaki-Kariwa (Kashiwazaki, prefektura Niigata, Japonia). Działa 5 reaktorów wrzących (BWR) i 2 zaawansowane reaktory wrzące (ABWR) o łącznej mocy 8212 MW (8,212 GW).

Największą elektrownią jądrową w Europie jest elektrownia jądrowa Zaporoże (Energodar, obwód zaporoski, Ukraina). Od 1996 roku pracuje 6 bloków energetycznych z reaktorami typu WWER-1000 o łącznej mocy 6000 MW (6 GW).

Tabela 1. Najwięksi konsumenci energii jądrowej na świecie
Państwo	Liczba jednostek napędowych	Całkowita moc (MW)	Razem wygenerowano energia elektryczna (mld kWh/rok)
USA	104	101 456	863,63
Francja	58	63 130	439,74
Japonia	48	42 388	263,83
Rosja	34	24 643	177,39
Korea Południowa	23	20 717	149,2
Chiny	23	19 907	123,81
Kanada	19	13 500	98,59
Ukraina	15	13 107	83,13
Niemcy	9	12 074	91,78
Wielka Brytania	16	9373	57,92

USA i Japonia rozwijają minielektrownie jądrowe o mocy około 10–20 MW na potrzeby zaopatrzenia w ciepło i energię elektryczną poszczególnych gałęzi przemysłu, zespołów mieszkaniowych, a w przyszłości pojedynczych domów. Reaktory małogabarytowe powstają przy użyciu bezpiecznych technologii, które w znacznym stopniu ograniczają możliwość wycieku jądrowego.

W Rosji według stanu na 2015 rok 10 elektrowni jądrowych eksploatuje 34 bloki energetyczne o łącznej mocy 24 643 MW (24 643 GW), w tym 18 bloków energetycznych z reaktorami typu WWER (w tym 11 bloków energetycznych to WWER-1000 i 6 jednostek napędowych to WWER-440 o różnych modyfikacjach); 15 bloków energetycznych z dławikami kanałowymi (11 bloków energetycznych z dławikami typu RBMK-1000 i 4 bloki energetyczne z dławikami typu EGP-6 - Energy Heterogeneous Loop Reactor z 6 pętlami obiegu chłodziwa, moc elektryczna 12 MW); 1 blok energetyczny z reaktorem na neutrony prędkie chłodzony sodem BN-600 (1 blok BN-800 jest w trakcie wprowadzania do eksploatacji komercyjnej). Według Federalnego Programu Celowego „Rozwój Kompleksu Przemysłu Energii Jądrowej Rosji” do 2025 roku udział energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowniach jądrowych w Federacji Rosyjskiej powinien wzrosnąć z 17 do 25% i wynieść ok. 30,5 GW. Planowana jest budowa 26 nowych bloków energetycznych, 6 nowych elektrowni jądrowych, w tym dwóch pływających (tab. 2).

Tabela 2. Elektrownie jądrowe działające na terytorium Federacji Rosyjskiej
Nazwa elektrowni jądrowej	Liczba jednostek napędowych	Lata rozruchu bloków energetycznych	Całkowita moc zainstalowana (MW)	Typ reaktora
Elektrownia jądrowa Bałakowo (w pobliżu Bałakowa)	4	1985, 1987, 1988, 1993	4000	WWER-1000
Elektrownia Kalinin [125 km od Tweru nad brzegiem rzeki Udomlya (obwód twerski)]	4	1984, 1986, 2004, 2011	4000	WWER-1000
Kursk Elektrownia Jądrowa (w pobliżu miasta Kurchatov na lewym brzegu rzeki Seim)	4	1976, 1979, 1983, 1985	4000	RBMK-1000
Elektrownia jądrowa Leningrad (w pobliżu Sosnowego Boru)	4 w budowie – 4	1973, 1975, 1979, 1981	4000	RBMK-1000 (pierwsza w kraju stacja z reaktorami tego typu)
Elektrownia jądrowa w Rostowie (położona nad brzegiem zbiornika Tsimlyansk, 13,5 km od Wołgodońska)	3	2001, 2010, 2015	3100	WWER-1000
Elektrownia Jądrowa Smoleńsk (3 km od miasta satelitarnego Desnogorsk)	3	1982, 1985, 1990	3000	RBMK-1000
Elektrownia jądrowa Nowoworonież (w pobliżu Nowoworona)	5; (2 – wycofane), w budowie – 2.	1964 i 1969 (wycofane), 1971, 1972, 1980	1800	WWER-440; WWER-1000
Elektrownia Jądrowa Kola (200 km na południe od Murmańska, nad brzegiem jeziora Imandra)	4	1973, 1974, 1981, 1984	1760	WWER-440
Elektrownia jądrowa w Biełojarsku (koło Zarechnego)	2	1980, 2015	600 800	BN-600 BN-800
Bilibino NPP	4	1974 (2), 1975, 1976	48	EGP-6

Projektował elektrownie jądrowe w Federacji Rosyjskiej

Od 2008 roku, zgodnie z nowym projektem AES-2006 (projekt rosyjskiej elektrowni jądrowej nowej generacji „3+” z ulepszonymi wskaźnikami technicznymi i ekonomicznymi), Nowoworonież NPP-2 (w pobliżu elektrowni jądrowej Nowoworonież), który przewiduje zbudowano reaktory WWER-1200. Trwa budowa 2 bloków energetycznych o łącznej mocy 2400 MW, w przyszłości planowana jest budowa 2 kolejnych. Uruchomienie pierwszego bloku (blok nr 6) Nowoworoneż EJ-2 nastąpiło w 2016 roku. , drugi blok nr 7 planowany jest na rok 2018.

Bałtycka elektrownia jądrowa przewiduje wykorzystanie reaktora WWER-1200 o mocy 1200 MW; bloki energetyczne – 2. Łączna moc zainstalowana 2300 MW. Uruchomienie pierwszego bloku planowane jest na 2020 rok. Federalna Agencja Energii Atomowej Rosji prowadzi projekt budowy pływających elektrowni jądrowych małej mocy. Budowana elektrownia jądrowa Akademik Łomonosow stanie się pierwszą na świecie pływającą elektrownią jądrową. Stacja pływająca może służyć do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, a także do odsalania wody morskiej. Może wyprodukować od 40 do 240 tys. m2 świeżej wody dziennie. Zainstalowana moc elektryczna każdego reaktora wynosi 35 MW. Planowane oddanie stacji do użytku to rok 2018.

Międzynarodowe projekty Rosji w energetyce jądrowej

23 września 2013 Rosja przekazała Iranowi elektrownię jądrową Bushehr (Bushir) w celu eksploatacji , niedaleko miasta Bushir (przystanek Bushir); liczba bloków energetycznych – 3 (1 zbudowany, 2 – w budowie); typ reaktora – WWER-1000. Elektrownia jądrowa Kudankulam w pobliżu Kudankulam (Tamil Nadu, Indie); liczba bloków energetycznych – 4 (1 – w eksploatacji, 3 – w budowie); typ reaktora – WWER-1000. Elektrownia jądrowa Akkuyu, niedaleko Mersin (il Mersin, Türkiye); liczba bloków energetycznych – 4 (w budowie); typ reaktora – WWER-1200; Białoruska elektrownia jądrowa (Ostrowiec, obwód grodzieński, Białoruś); liczba bloków energetycznych – 2 (w budowie); typ reaktora – WWER-1200. elektrownia jądrowa „Hanhikivi 1” (Przylądek Hanhikivi, region Pohjois-Pohjanmaa, Finlandia); liczba bloków energetycznych – 1 (w budowie); typ reaktora – WWER-1200.