PaM (1166 pkt)Strona WWW Autora20 786
33 528 min.
Technologie
PaM (1166 pkt)
4551 dni temu
2013-02-01 09:44:02
Energia jądrowa – mówi się, że jest to najwydajniejsza i najczystsza jak dotąd energia, którą można uzyskać, wykonując tzw. rozszczepienie jądra atomowego. Ilość wydobytej energii można obliczyć z Einsteinowskiego równania energii E=mc2, gdyż reakcje jądrowe w zbliżonym stopniu spełniają równanie. Rozszczepienie jądra atomowego jest możliwe tylko na izotopach kilku pierwiastków. Naturalnie izotopy nadające się do reakcji jądrowych występują w pierwiastkach URAN i TOR. Uranu w przyrodzie jest znacznie więcej, natomiast rozpad izotopu TOR-u jest czystszy i wydajniejszy od URANU.
Zasada jest prosta, najpierw należy wydobyć rudę uranu. W tym celu w kopalni uranu odkrywkowo pobiera się glebę. Na 1 tonę przerzuconej ziemi można wydobyć 750 gramów uranu-238. Po wydobyciu rudy uranu, statystycznie w jednym kilogramie uranu 238 znajduje się 0,7% masy wzbogaconego uranu 235, który jest izotopem potrzebnym do wywołania reakcji jądrowej. W paliwie jądrowym stosuje się do 10% wzbogaconego uranu 235, zatem trzeba wydobyty uran odpowiednio oczyścić i wzbogacić. Wydobyty uran jest formowany wielkimi temperaturami i ciśnieniami do postaci pastylki tlenku uranu o średnicy i wysokości nie przekraczającej 1cm. Pastylki układane są w pręcie np. z cyrkonu uszczelnionym helem o długości od 1 do kilku metrów. Takich prętów w kasecie może być nawet 300. W rdzeniu reaktora takich kaset może znajdować się od 100 do 250 sztuk. Pomiędzy prętami paliwowymi znajdują się pręty kontrolne. Hamują one zjawisko rozszczepienia się jąder uranu i wyłączają reakcję. Aby reakcja rozszczepiania zachodziła, musi wystąpić zależność tzw. masa krytyczna w przypadku izotopu uranu wynosi około 60 kg wzbogaconego uranu 235.
Wystarczy zbliżyć do siebie masę 60 kg wzbogaconego uranu dostatecznie blisko, aby rozpocząć zjawisko reakcji rozszczepiania jądrowego. W tym momencie paliwo ulega rozkładowi. Atom uranu rozpada się (bo działają na niego neutrony) na dwa inne atomy np. Ce- cez wydzielając znaczne ilości ciepła. Ciepło jest wykorzystane do ogrzania wody znajdującej się w reaktorze, a dalej już tradycyjnie do wytworzenia pary i napędzenia generatorów elektrycznych.
Ilość ciepła, jaką wytwarza kilka ton znajdujących się w reaktorze prętów, wystarcza na lata pracy. Obliczono, że 1 gram (czyli mały okruch) uranu oddającego ciepło podczas procesu rozpadu można porównać do 1,5 tony spalonego węgla.
Zatem, gdzie znajdziemy niebezpieczeństwo?
Skoro to takie proste, to gdzie leży niebezpieczeństwo tej metody. Pręty paliwowe znajdują się w reaktorze. Między nimi wsunięto pręty kontrolne zatrzymujące reakcję jądrową. Wszystko zalane wodą i zabezpieczone wielkim pancerzem (pudełkiem betonowym o grubych i szczelnych ścianach). Wystarczy podnieść pręty kontrolne, aby pojawiło się ciepło – wsunąć ponownie aby reakcję zatrzymać (woda się nie nagrzewa i ochładza reaktor).
W elektrowni w Czarnobylu doszło do awarii wskutek testów jakie tam wykonywano. Sprawdzano, czy reaktor będzie stabilny kiedy pręty kontrolne zostaną usunięte, a woda nie będzie filtrowana. Pręty paliwowe nagrzały się do czerwoności, a z powodu błędu obsługi, gwałtownie zalano je zimną wodą. W efekcie spadła moc, bo nie wytworzono dostatecznej ilości pary, a po chwili doszło do wybuchu, gdyż po zalaniu wodą szybko wytworzono wielkie ilości pary, której ciśnienia zawory nie wytrzymały.
Podstawą bezpieczeństwa w tym systemie jest kontrola przepływu wody i stanu położenia prętów kontrolnych, by reaktor nie wytwarzał zbyt wiele energii cieplnej. Obecne układy oraz komputerowe systemy pomiaru i zabezpieczeń zwiększają bezpieczeństwo. Rozwiązania konstrukcyjne jakie dziś są stosowane w elektrowniach jądrowych jeszcze bardziej zwiększają bezpieczeństwo. Budowa elektrowni jądrowej na terenach Polski jest korzystna, gdyż są to tereny stabilne tektonicznie.
Zaletą elektrowni jądrowych jest tania produkcja energii elektrycznej, przy znikomym zanieczyszczeniu środowiska. Nie wytwarzamy tak, jak w elektrowniach węglowych dużej ilości dwutlenku węgla. Jedynym skutkiem ubocznym jest zużyty po latach uran, lecz obecnie wysyłamy go do utylizacji w Rosji. Ludzie mieszkający przy elektrowni jądrowej oglądają codziennie jej wielkie kominy. Oczywiście kolejnym mitem jest to że elektrownia jądrowa coś spala i wydobywają się kłęby dymu. Z kominów elektrowni jądrowej wydobywa się tylko gorąca para wodna, która po zasileniu turbin zostaje wychłodzona w kominach i wypuszczona do środowiska. Nie wydostają się składniki promieniotwórcze lub toksyczne, a zatem przy elektrowni jądrowej możemy spać spokojnie!
Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą Altao.pl. Kup licencję
