evolucyjnie Elektrownie jądrowe wykorzystują moc reakcji jądrowych do produkcji energii elektrycznej. Odbywa się to poprzez rozszczepienie atomów i przekształcenie ich w inne atomy w wyniku rozszczepienia jądra atomowego. Proces ten uwalnia energię szybko, wydajnie i przy bardzo niewielkiej emisji gazów cieplarnianych, co czyni go ważnym rozwiązaniem w zakresie łagodzenia zmian klimatu. Elektrownie jądrowe wykorzystują uran jako źródło paliwa. Po przetworzeniu go w reaktorze jądrowym powstaje ciepło, które zasila turbogenerator. Są one podłączone do sieci elektrycznych, dzięki czemu mogą być wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej. Przyjrzyjmy się podstawom działania elektrowni jądrowych:
Co to jest elektrownia atomowa?
Elektrownia jądrowa to obiekt, który produkuje energię jądrową. Zawiera reaktor jądrowy do produkcji ciepła, jak również system chłodzenia do usuwania ciepła z reaktora, aby można je było wykorzystać do produkcji energii elektrycznej. Istnieją dwa główne typy reaktorów jądrowych: reaktory wodne wrzące (BWR) i reaktory wodne ciśnieniowe (PWR). Elektrownia jądrowa jest zwykle podłączona do sieci elektrycznej, ale może być również podłączona do specjalnej sieci, która jest zaprojektowana do bezpiecznego przechowywania nadmiaru energii jądrowej. Istnieje wiele różnych typów elektrowni jądrowych, ale typowa elektrownia może mieć do kilkuset pojedynczych elementów.
Reaktor jest jednym z najbardziej złożonych elementów. Jest to duża, ciężka i niezwykle niebezpieczna maszyna. Rdzeń reaktora jest otoczony kilkoma warstwami osłon, aby zapobiec uwolnieniu cząstek jądrowych. Służą temu bardzo silne magnesy i specjalne programy komputerowe, które regulują moc tak, aby żadna część rdzenia się nie przegrzała. Budowa takich reaktorów trwa kilka lat, a ich eksploatacja jest kosztowna, ponieważ muszą być utrzymywane w bardzo precyzyjnej temperaturze i ciśnieniu.
Jak działają elektrownie jądrowe?
Proces przekształcania uranu w energię nazywa się rozszczepieniem jądra atomowego. Uran ma dwa naturalnie występujące izotopy – U-235 i U-238. Kiedy uran jest bombardowany neutronami, staje się albo U-235 albo U-238. Reakcja ta zachodzi w rdzeniu elektrowni jądrowej. W ten sposób powstaje ciepło, które zasila turbogenerator lub wytwarza energię elektryczną.
Kiedy uran jest wykorzystywany jako źródło paliwa w elektrowni jądrowej, jest on zazwyczaj wzbogacony – to znaczy, że zawiera wyższy procent uranu-235. Rdzeń elektrowni znajduje się zwykle w silnie osłoniętym budynku. To właśnie tam znajduje się uran i tam pochłaniane są neutrony. Ekranowanie chroni pracowników, którzy muszą nosić specjalną odzież i muszą być niezwykle ostrożni, aby uniknąć poparzeń radiacyjnych.
Względy bezpieczeństwa w eksploatacji elektrowni jądrowych
Podstawowym czynnikiem bezpieczeństwa w eksploatacji elektrowni jądrowych jest bezpieczne przechowywanie materiałów promieniotwórczych oraz bezpieczne działanie pasywnych systemów bezpieczeństwa. Najczęściej spotykane systemy bezpieczeństwa mają za zadanie zapobiegać stopieniu rdzenia lub niekontrolowanej reakcji.
Systemy te można podzielić na dwie kategorie: przeznaczone do zapobiegania stopieniu oraz przeznaczone do zapobiegania całkowitemu stopieniu rdzenia. Głównymi częściami pasywnego systemu bezpieczeństwa, które zapobiegają stopieniu, są pręty kontrolne, które służą do blokowania kanałów reaktora, pręty kontrolne, które znajdują się nad kanałem reaktora, oraz moderator, który służy do spowalniania neutronów.
