تقرير: محطات الطاقة النووية. كيف تعمل محطة الطاقة النووية؟ مبدأ تشغيل محطة للطاقة النووية ذات دائرتين

أيها التلاميذ والطلاب الأعزاء!

بالفعل على الموقع يمكنك استخدام أكثر من 20000 ملخص وتقرير وأوراق الغش وأبحاث الفصل الدراسي وأطروحة.أرسل لنا أعمالك الجديدة وسنقوم بنشرها بالتأكيد. دعونا نواصل بناء مجموعتنا من الملخصات معًا !!!

هل توافق على تقديم الملخص الخاص بك (دبلوم ، ورقة الفصل الدراسي ، وما إلى ذلك؟

شكرا لمساهمتك في المجموعة!

محطات الطاقة النووية - (الملخص)

تاريخ الإضافة: مارس 2006

محطات الطاقة النووية
المقدمة

تُظهر التجارب السابقة أن 80 عامًا على الأقل تمر قبل أن يتم استبدال بعض مصادر الطاقة الرئيسية بمصادر أخرى - تم استبدال الخشب بالفحم والفحم بالزيت والنفط والغاز والوقود الكيميائي تم استبداله بالطاقة النووية. تاريخ إتقان الطاقة الذرية - من التجارب التجريبية الأولى يبلغ حوالي 60 عامًا ، عندما كان ذلك في عام 1939. تم اكتشاف تفاعل انشطار اليورانيوم. في الثلاثينيات من القرن الحالي ، أثبت العالم المعروف IV Kurchatov الحاجة إلى تطوير العمل العلمي والعملي في مجال التكنولوجيا الذرية لصالح الاقتصاد الوطني للبلاد.

في عام 1946 ، تم بناء وإطلاق أول مفاعل نووي في القارة الأوروبية الآسيوية في روسيا. يتم إنشاء صناعة تعدين اليورانيوم. تم تنظيم إنتاج الوقود النووي واليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239 ، وبدأ إنتاج النظائر المشعة. في عام 1954 ، بدأت أول محطة للطاقة النووية في العالم تعمل في مدينة أوبنينسك ، وبعد 3 سنوات دخلت أول كاسحة جليد تعمل بالطاقة النووية "لينين" في العالم إلى المحيط. منذ عام 1970 ، تم تنفيذ برامج واسعة النطاق لتطوير الطاقة النووية في العديد من بلدان العالم. حاليًا ، تعمل مئات المفاعلات النووية في جميع أنحاء العالم.

ميزات الطاقة الذرية

الطاقة هي العمود الفقري. تتطلب جميع مزايا الحضارة ، وجميع المجالات المادية للنشاط البشري - من غسل الملابس إلى استكشاف القمر والمريخ - استهلاكًا للطاقة. وكلما زاد الأمر.

اليوم ، تستخدم الطاقة الذرية على نطاق واسع في العديد من قطاعات الاقتصاد. يتم بناء الغواصات القوية والسفن السطحية مع محطات الطاقة النووية. بمساعدة الذرة السلمية ، يتم البحث عن المعادن. وجدت النظائر المشعة استخدامًا واسعًا في علم الأحياء والزراعة والطب واستكشاف الفضاء.

تمتلك روسيا 9 محطات للطاقة النووية ، وتقع جميعها تقريبًا في الجزء الأوروبي المكتظ بالسكان من البلاد. يعيش أكثر من 4 ملايين شخص في منطقة 30 كيلومترًا من محطات الطاقة النووية هذه.

إن الأهمية الإيجابية لمحطات الطاقة النووية في ميزان الطاقة واضحة. تتطلب الطاقة الكهرومائية لعملها إنشاء خزانات كبيرة تغمر تحتها مساحات كبيرة من الأراضي الخصبة على طول ضفاف النهر. مياههم راكدة وتفقد جودتها ، مما يؤدي بدوره إلى تفاقم مشاكل إمدادات المياه ومصايد الأسماك وصناعة الترفيه. تساهم محطات الطاقة الحرارية في تدمير المحيط الحيوي والبيئة الطبيعية للأرض إلى أقصى حد. لقد دمروا بالفعل عشرات الأطنان من الوقود الأحفوري. لاستخراجها من الزراعة والمجالات الأخرى ، يتم سحب مساحات شاسعة من الأراضي. في أماكن التعدين المكشوف للفحم ، تتشكل "المناظر الطبيعية القمرية". وزيادة محتوى الرماد في الوقود هو السبب الرئيسي لانطلاق عشرات الملايين من الأطنان في الهواء. تنبعث جميع محطات الطاقة الحرارية في العالم ما يصل إلى 250 مليون طن من الرماد وحوالي 60 مليون طن من ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي سنويًا.

محطات الطاقة النووية هي "الحوت" الثالث في نظام طاقة العالم الحديث. تعد تقنية NPP بلا شك إنجازًا رئيسيًا للتقدم العلمي والتكنولوجي. في حالة التشغيل الخالي من المتاعب ، لا تنتج محطات الطاقة النووية عمليًا أي تلوث بيئي ، باستثناء التلوث الحراري. صحيح ، نتيجة لتشغيل محطات الطاقة النووية (ومؤسسات دورة الوقود النووي) ، تتولد النفايات المشعة التي تشكل خطرًا محتملاً. ومع ذلك ، فإن حجم النفايات المشعة صغير جدًا ، وهو مضغوط جدًا ويمكن تخزينه في ظل ظروف تضمن عدم تسربه.

تعد NPPs أكثر اقتصادا من محطات الطاقة الحرارية التقليدية ، والأهم من ذلك ، إذا تم تشغيلها بشكل صحيح ، فهي مصادر طاقة نظيفة.

في الوقت نفسه ، أثناء تطوير الطاقة النووية لصالح الاقتصاد ، لا ينبغي لأحد أن ينسى سلامة الناس وصحتهم ، لأن الأخطاء يمكن أن تؤدي إلى عواقب وخيمة.

منذ بدء تشغيل محطات الطاقة النووية في 14 دولة في العالم ، وقع أكثر من 150 حادثة وحادث بدرجات متفاوتة من التعقيد. الأكثر نموذجية منهم: في عام 1957 - في Windscale (إنجلترا) ، في عام 1959 - في سانتا سوزان (الولايات المتحدة الأمريكية) ، في عام 1961 - في أيداهو فولز (الولايات المتحدة الأمريكية) ، في عام 1979 - في NPP Three-Mile Island (الولايات المتحدة الأمريكية) ، في عام 1986 - في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية).

مصادر الطاقة النووية

مسألة طبيعية ومهمة هي مسألة موارد الوقود النووي نفسه. هل احتياطياتها كافية لضمان التطوير الواسع للطاقة النووية؟ تشير التقديرات إلى وجود عدة ملايين من الأطنان من اليورانيوم في رواسب مناسبة للتنمية في جميع أنحاء العالم. بشكل عام ، هذه ليست كمية صغيرة ، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في محطات الطاقة النووية المنتشرة حاليًا والتي تحتوي على مفاعلات حرارية ، يمكن عمليًا استخدام جزء صغير جدًا من اليورانيوم (حوالي 1 ٪) لتوليد الطاقة. لذلك ، اتضح أنه عند التركيز فقط على مفاعلات النيوترونات الحرارية ، من حيث نسبة الموارد ، لا يمكن أن تضيف الطاقة النووية الكثير إلى هندسة الطاقة التقليدية - فقط حوالي 10 ٪. لا يوجد حل عالمي لمشكلة الجوع في مجال الطاقة التي تلوح في الأفق. صورة مختلفة تمامًا ، تظهر احتمالات مختلفة في حالة استخدام محطات الطاقة النووية ذات المفاعلات النيوترونية السريعة ، والتي تستخدم تقريبًا كل اليورانيوم المستخرج. وهذا يعني أن الموارد المحتملة للطاقة النووية ذات المفاعلات السريعة تزيد بنحو 10 أضعاف مقارنة بالموارد التقليدية (الوقود الأحفوري). علاوة على ذلك ، مع الاستخدام الكامل لليورانيوم ، يصبح من المربح استخراجه من رواسب التركيز الفقيرة جدًا ، والتي يوجد عدد قليل منها في العالم. وهذا يعني في النهاية توسعًا غير محدود تقريبًا (بالمقياس الحديث) لموارد المواد الخام المحتملة للطاقة النووية.

لذلك ، فإن استخدام المفاعلات السريعة يوسع بشكل كبير قاعدة وقود الطاقة النووية. ومع ذلك ، قد يطرح السؤال: إذا كانت المفاعلات السريعة جيدة جدًا ، وإذا كانت متفوقة بشكل كبير على مفاعلات النيوترونات الحرارية في كفاءة استخدام اليورانيوم ، فلماذا يتم بناء الأخيرة على الإطلاق؟ لماذا لا نطور الطاقة النووية منذ البداية بالاعتماد على المفاعلات السريعة؟

بادئ ذي بدء ، ينبغي القول أنه في المرحلة الأولى من تطوير الطاقة النووية ، عندما كانت السعة الإجمالية لمحطة الطاقة النووية منخفضة وكان هناك ما يكفي من اليورانيوم 235 ، لم تكن مسألة التكاثر حادة للغاية. لذلك ، فإن الميزة الرئيسية للمفاعلات السريعة - نسبة التكاثر الكبيرة - لم تكن حاسمة بعد.

في الوقت نفسه ، في البداية ، لم تكن المفاعلات السريعة جاهزة للتنفيذ بعد. الحقيقة هي أنه على الرغم من بساطتها النسبية الظاهرة (بدون وسيط) ، فهي من الناحية الفنية أكثر تعقيدًا من المفاعلات الحرارية. لإنشائها ، كان من الضروري حل عدد من المشاكل الخطيرة الجديدة ، والتي تتطلب بطبيعة الحال وقتًا مناسبًا. ترتبط هذه المهام بشكل أساسي بخصائص استخدام الوقود النووي ، والتي ، مثل القدرة على التكاثر ، تتجلى بطرق مختلفة في المفاعلات من أنواع مختلفة. ومع ذلك ، على عكس الأخير ، فإن هذه الميزات لها تأثير أكثر ملاءمة في مفاعلات النيوترونات الحرارية.

أول هذه الميزات هو أنه لا يمكن استهلاك الوقود النووي بالكامل في المفاعل ، مثل الوقود الكيميائي التقليدي الذي يتم استهلاكه. هذا الأخير ، كقاعدة عامة ، يتم حرقه حتى النهاية في الفرن. لا تعتمد إمكانية إجراء تفاعل كيميائي عمليًا على كمية المادة التي تدخل في التفاعل. لا يمكن أن يستمر تفاعل نووي متسلسل إذا كانت كمية الوقود في المفاعل أقل من قيمة معينة تسمى الكتلة الحرجة. اليورانيوم (البلوتونيوم) بكمية الكتلة الحرجة ليس وقودًا بالمعنى الصحيح للكلمة. يتحول مؤقتًا إلى مادة خاملة مثل الحديد أو المواد الإنشائية الأخرى في المفاعل. فقط ذلك الجزء من الوقود الذي يتم تحميله في المفاعل بما يزيد عن الكتلة الحرجة يمكن أن يحترق. وبالتالي ، فإن الوقود النووي بكمية مساوية للكتلة الحرجة بمثابة نوع من المحفز للعملية ، ويوفر إمكانية استمرار التفاعل دون المشاركة فيه.

بطبيعة الحال ، فإن كمية الوقود في الكتلة الحرجة لا يمكن فصلها ماديًا عن الوقود القابل للاحتراق في المفاعل. تمتلئ عناصر الوقود التي يتم تحميلها في المفاعل بالوقود منذ البداية ، وذلك لتكوين كتلة حرجة وللاحتراق. تختلف قيمة الكتلة الحرجة للمفاعلات المختلفة ، وبشكل عام ، تكون كبيرة نسبيًا. لذلك ، بالنسبة لوحدة طاقة محلية تسلسلية مع مفاعل حراري VVER-440 (مفاعل طاقة الماء المضغوط بسعة 440 ميجاوات) ، فإن الكتلة الحرجة لـ U 235 هي 700 كجم. هذا يتوافق مع كمية الفحم حوالي 2 مليون طن. بعبارة أخرى ، فيما يتعلق بمحطة الطاقة التي تعمل بالفحم بنفس السعة ، فإن هذا ، كما كان ، يعني الوجود الإجباري لإمداد الفحم المهم إلى حد ما الذي لا يمكن المساس به. لا يتم استهلاك كيلوغرام واحد من هذا المخزون ولا يمكن استخدامه ، ومع ذلك ، لا يمكن تشغيل محطة الطاقة بدونها.

إن وجود مثل هذه الكمية الكبيرة من الوقود "المجمد" ، على الرغم من تأثيره السلبي على المؤشرات الاقتصادية ، لا يمثل عبئًا كبيرًا على المفاعلات الحرارية بسبب النسبة الفعلية للتكاليف. في حالة المفاعلات السريعة ، يجب أخذ ذلك في الاعتبار بشكل أكثر جدية.

المفاعلات السريعة لها كتلة حرجة أعلى بكثير من المفاعلات الحرارية (لحجم مفاعل معين). ويفسر ذلك حقيقة أن تفاعل النيوترونات السريعة مع البيئة ، كما هي ، أكثر "خاملة" من النيوترونات الحرارية. على وجه الخصوص ، فإن احتمال التسبب في انشطار ذرة الوقود (بواسطة وحدات طول المسار) بالنسبة لهم هو أقل بكثير (مئات المرات) من احتمالية الانشطار الحراري. لكي لا تطير النيوترونات السريعة من المفاعل دون تفاعل ولا تضيع ، يجب تعويض "خمولها" عن طريق زيادة كمية الوقود المحمّل مع زيادة مقابلة في الكتلة الحرجة.

لضمان عدم خسارة المفاعلات السريعة بالمقارنة مع المفاعلات الحرارية ، من الضروري زيادة الطاقة المطورة في حجم مفاعل معين. ثم ستنخفض كمية الوقود "المجمد" لكل وحدة طاقة وفقًا لذلك. كان تحقيق كثافة عالية من إطلاق الحرارة في مفاعل نيوتروني سريع هو المشكلة الهندسية الرئيسية. لاحظ أن الطاقة نفسها لا ترتبط مباشرة بكمية الوقود في المفاعل. إذا تجاوزت هذه الكمية الكتلة الحرجة ، فيمكن عندئذ تطوير أي قوة مطلوبة فيها بسبب عدم استقرار التفاعل المتسلسل. النقطة المهمة هي ضمان إزالة حرارة مكثفة بدرجة كافية من المفاعل. يتعلق الأمر بالتحديد بزيادة كثافة إطلاق الحرارة ، لأن الزيادة ، على سبيل المثال ، في أبعاد المفاعل ، والتي تعزز زيادة إزالة الحرارة ، تستلزم حتماً زيادة في الكتلة الحرجة ، أي لا تحل المشكلة .

الوضع معقد بسبب حقيقة أنه لإزالة الحرارة من مفاعل نيوتروني سريع ، فإن مبرد مألوف ومتطور جيدًا مثل الماء العادي غير مناسب من حيث خصائصه النووية. من المعروف أنه يبطئ النيوترونات ، وبالتالي يقلل من معدل التكاثر. مبردات الغاز (الهيليوم وغيره) لها معايير نووية مقبولة في هذه الحالة. ومع ذلك ، فإن متطلبات إزالة الحرارة المكثفة تؤدي إلى الحاجة إلى استخدام الغاز عند ضغوط عالية (حوالي 150 ضغط جوي ، أو باسكال) ، مما يسبب صعوبات فنية خاصة به. تم اختيار مولتن الصوديوم ، الذي يتمتع بخصائص فيزيائية حرارية ونووية-فيزيائية ممتازة ، كمبرد لإزالة الحرارة من مفاعلات النيوترونات السريعة. جعل من الممكن حل المهمة المحددة لتحقيق كثافة عالية لإطلاق الحرارة.

وتجدر الإشارة إلى أن اختيار الصوديوم "الغريب" بدا في وقت من الأوقات وكأنه قرار جريء للغاية. لم تكن هناك خبرة صناعية فحسب ، بل أيضًا خبرة معملية لاستخدامه كناقل للحرارة. تسبب التفاعل العالي للصوديوم عند التفاعل مع الماء ، وكذلك مع الأكسجين الجوي ، القلق ، والذي ، كما يبدو ، قد يكون غير مواتٍ للغاية في حالات الطوارئ.

استغرق الأمر مجموعة كبيرة من البحث العلمي والتقني والتطوير ، وبناء منصات ومفاعلات نيوترونية سريعة تجريبية خاصة ، من أجل التأكد من الخصائص التكنولوجية والتشغيلية الجيدة لمبرد الصوديوم. كما تم توضيحه ، يتم ضمان درجة الأمان العالية المطلوبة من خلال التدابير التالية: أولاً ، التصنيع الشامل ومراقبة الجودة لجميع المعدات الملامسة للصوديوم ؛ ثانياً ، إنشاء أغطية أمان إضافية في حالة تسرب الصوديوم الطارئ ؛ ثالثًا ، استخدام مؤشرات التسرب الحساسة ، والتي تجعل من الممكن تسجيل بداية الحادث بسرعة واتخاذ الإجراءات للحد منه والقضاء عليه. بالإضافة إلى الوجود الإجباري للكتلة الحرجة ، هناك سمة مميزة أخرى لاستخدام الوقود النووي مرتبطة بالظروف المادية التي يوجد فيها في المفاعل. تحت تأثير الإشعاع النووي الشديد ، وارتفاع درجة الحرارة ، وعلى وجه الخصوص ، نتيجة لتراكم نواتج الانشطار ، هناك تدهور تدريجي في الخصائص الفيزيائية والرياضية والنووية الفيزيائية لتكوين الوقود (خليط من الوقود والمواد الخام. مواد). يصبح الوقود الذي يشكل كتلة حرجة غير صالح للاستعمال. يجب إزالته بشكل دوري من المفاعل واستبداله بآخر جديد. يجب أن يخضع الوقود المستعاد لعملية تجديد لاستعادة خصائصه الأصلية. بشكل عام ، هذه عملية شاقة وطويلة ومكلفة.

بالنسبة للمفاعلات الحرارية ، يكون محتوى الوقود في تكوين الوقود منخفضًا نسبيًا - فقط نسبة قليلة. بالنسبة للمفاعلات السريعة ، يكون تركيز الوقود المقابل أعلى بكثير. يرجع هذا جزئيًا إلى الحاجة الملحوظة بالفعل إلى زيادة كمية الوقود بشكل عام في مفاعل نيوتروني سريع لتكوين كتلة حرجة في حجم معين. الشيء الرئيسي هو أن نسبة احتمالات التسبب في انشطار ذرة الوقود أو التقاطها في ذرة مادة خام تختلف باختلاف النيوترونات. بالنسبة للنيوترونات السريعة ، فهي أقل بعدة مرات من تلك الحرارية ، وبالتالي ، يجب أن يكون محتوى الوقود في تكوين الوقود للمفاعلات السريعة أعلى في المقابل. خلاف ذلك ، سيتم امتصاص عدد كبير جدًا من النيوترونات بواسطة ذرات المادة الخام وسيكون تفاعل سلسلة الانشطار الثابت في الوقود مستحيلًا.

علاوة على ذلك ، مع تراكم نواتج الانشطار في مفاعل نيوتروني سريع ، سيحترق جزء أصغر من الوقود المخزن عدة مرات منه في المفاعلات الحرارية. سيؤدي هذا بالتالي إلى الحاجة إلى زيادة تجديد الوقود النووي في المفاعلات السريعة. من الناحية الاقتصادية ، سيعطي هذا خسارة ملحوظة.

ولكن بالإضافة إلى تحسين المفاعل نفسه ، يواجه العلماء باستمرار أسئلة حول تحسين نظام الأمان في محطات الطاقة النووية ، فضلاً عن دراسة الطرق الممكنة لمعالجة النفايات المشعة ، وتحويلها إلى مواد آمنة. نحن نتحدث عن طرق تحويل السترونشيوم والسيزيوم ، والتي لها عمر نصفي طويل ، إلى عناصر غير ضارة بقصفها بالنيوترونات أو بالطرق الكيميائية. إنه ممكن نظريًا ، لكن في الوقت الحالي ، مع التكنولوجيا الحديثة ، ليس مجديًا اقتصاديًا. على الرغم من أنه قد يكون بالفعل في المستقبل القريب ، إلا أنه سيتم الحصول على نتائج حقيقية لهذه الدراسات ، ونتيجة لذلك ستصبح الطاقة الذرية ليس فقط أرخص شكل من أشكال الطاقة ، ولكن أيضًا صديقة للبيئة حقًا.

تأثير محطات الطاقة النووية على البيئة

تتنوع التأثيرات التكنولوجية على البيئة أثناء إنشاء وتشغيل محطات الطاقة النووية. يقال عادة أن هناك عوامل فيزيائية وكيميائية وإشعاعية وعوامل أخرى للتأثير التكنولوجي لعملية NPP على الأشياء البيئية.

أهم العوامل

التأثير الميكانيكي المحلي على الإغاثة - أثناء البناء ، الضرر الذي يلحق بالأفراد في الأنظمة التكنولوجية - أثناء التشغيل ، الجريان السطحي للمياه السطحية والجوفية التي تحتوي على مكونات كيميائية ومشعة ،

التغييرات في طبيعة استخدام الأراضي وعمليات التبادل في المناطق المجاورة مباشرة لمحطة الطاقة النووية ،

التغيرات في الخصائص المناخية المحلية للمناطق المجاورة. عادة ما يؤدي ظهور مصادر حرارة قوية في شكل أبراج تبريد وخزانات ومبردات أثناء تشغيل محطات الطاقة النووية إلى تغيير ملحوظ في الخصائص المناخية للمناطق المجاورة. إن حركة المياه في نظام إزالة الحرارة الخارجي ، وتصريف مياه العمليات التي تحتوي على مكونات كيميائية مختلفة لها تأثير مؤلم على السكان والنباتات والحيوانات في النظم البيئية.

انتشار المواد المشعة في الفضاء المحيط له أهمية خاصة. في القضايا المعقدة لحماية البيئة ، تعتبر مشاكل السلامة لمحطات الطاقة النووية (NPPs) ، التي تحل محل محطات الطاقة الحرارية التي تستخدم الوقود الأحفوري العضوي ، ذات أهمية كبيرة للجمهور. من المقبول عمومًا أن محطات الطاقة النووية أثناء تشغيلها العادي - أنظف بكثير من 5 إلى 10 مرات من الناحية البيئية من محطات الطاقة الحرارية (TPPs) التي تستخدم الفحم. ومع ذلك ، في حالة وقوع حوادث ، يمكن أن يكون لمحطات الطاقة النووية تأثير إشعاعي كبير على الناس والنظم البيئية. لذلك ، فإن ضمان سلامة المحيط البيئي وحماية البيئة من الآثار الضارة لمحطات الطاقة النووية هي مهمة علمية وتكنولوجية كبرى للطاقة النووية ، مما يضمن مستقبلها. لاحظ أهمية ليس فقط عوامل الإشعاع للتأثيرات الضارة المحتملة لمحطات الطاقة النووية على النظم البيئية ، ولكن أيضًا التلوث الحراري والكيميائي للبيئة ، والتأثير الميكانيكي على سكان برك التبريد ، والتغيرات في الخصائص الهيدرولوجية للمناطق المجاورة للطاقة النووية محطة توليد الكهرباء ، أي النطاق الكامل للتأثيرات التكنولوجية التي تؤثر على الرفاهية البيئية للبيئة.

انبعاثات وتصريفات المواد الخطرة أثناء تشغيل محطة الطاقة النووية
نقل النشاط الإشعاعي في البيئة

الأحداث الأولية ، التي تتطور بمرور الوقت ، ويمكن أن تؤدي في النهاية إلى تأثيرات ضارة على البشر والبيئة ، هي إطلاق وإفرازات النشاط الإشعاعي والمواد السامة من أنظمة NPP. تنقسم هذه الانبعاثات إلى غازات وهباء ، تنبعث في الغلاف الجوي من خلال الأنابيب ، وتصريفات سائلة ، حيث توجد شوائب ضارة على شكل محاليل أو مخاليط دقيقة تدخل المسطحات المائية. المواقف الوسيطة ممكنة أيضًا ، كما هو الحال في بعض الحوادث ، عندما يتم إطلاق الماء الساخن في الغلاف الجوي وتنقسم إلى بخار وماء.

يمكن أن تكون الانبعاثات دائمة ، تحت سيطرة أفراد التشغيل ، والطوارئ ، وطلقات. المشاركة في الحركات المتنوعة للغلاف الجوي ، والجداول السطحية والجوفية ، والمواد المشعة والسامة التي تنتشر في البيئة ، وتدخل في النباتات ، وكائنات الحيوانات والبشر. يوضح الشكل طرق الهجرة الجوية والسطحية والجوفية للمواد الضارة في البيئة. لا يتم عرض المسارات الثانوية ، الأقل أهمية بالنسبة لنا ، مثل نقل الرياح من الغبار والأبخرة ، وكذلك المستهلكين النهائيين للمواد الضارة في الشكل.

تأثير الانبعاثات المشعة على جسم الإنسان

دعونا ننظر في آلية تأثير الإشعاع على جسم الإنسان: طرق عمل المواد المشعة المختلفة على الجسم ، وتوزيعها في الجسم ، وترسبها ، وتأثيرها على أجهزة وأنظمة الجسم المختلفة ، وعواقب هذا التأثير. . هناك مصطلح "بوابة دخول الإشعاع" ، للدلالة على مسارات دخول المواد المشعة وإشعاع النظائر إلى الجسم.

تدخل المواد المشعة المختلفة إلى جسم الإنسان بطرق مختلفة. يعتمد على الخصائص الكيميائية للعنصر المشع.

أنواع الإشعاع المشع

جسيمات ألفا هي ذرات هيليوم بدون إلكترونات ، أي بروتونان واثنان من النيوترون. هذه الجسيمات كبيرة وثقيلة نسبيًا وبالتالي تتباطأ بسهولة. مداها في الهواء في حدود عدة سنتيمترات. في لحظة التوقف ، تصدر كمية كبيرة من الطاقة لكل وحدة مساحة ، وبالتالي يمكن أن تحدث دمارًا كبيرًا. بسبب الأميال المحدودة ، يجب وضع المصدر داخل الجسم لتلقي الجرعة. النظائر التي ينبعث منها ألفا هي ، على سبيل المثال ، اليورانيوم (235U و 238 U) والبلوتونيوم (239Pu).

جسيمات بيتا هي إلكترونات سالبة أو موجبة الشحنة (تسمى الإلكترونات موجبة الشحنة البوزيترونات). مداها في الهواء في حدود عدة أمتار. الملابس الرقيقة قادرة على إيقاف تدفق الإشعاع ، ومن أجل تلقي جرعة من الإشعاع ، يجب وضع مصدر الإشعاع داخل الجسم ، والنظائر التي تنبعث منها جزيئات بيتا هي التريتيوم (3H) والسترونشيوم (90Sr). إشعاع جاما هو شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشبه الضوء المرئي تمامًا. ومع ذلك ، فإن طاقة جسيمات جاما أعلى بكثير من طاقة الفوتونات. هذه الجسيمات شديدة الاختراق ، وأشعة جاما هي الوحيدة من بين الأنواع الثلاثة للإشعاع التي يمكن أن تشع الجسم خارجيًا. النظيران اللذان ينبعثان من أشعة جاما هما السيزيوم (137 درجة مئوية) والكوبالت (60 درجة مئوية).

طرق اختراق الاشعاع لجسم الانسان

يمكن للنظائر المشعة أن تدخل الجسم عن طريق الطعام أو الماء. من خلال الجهاز الهضمي ، يتم توزيعها في جميع أنحاء الجسم. يمكن للجسيمات المشعة من الهواء أن تدخل الرئتين أثناء التنفس. لكنها لا تشع الرئتين فحسب ، بل تنتشر أيضًا في جميع أنحاء الجسم. النظائر المشعة الموجودة في الأرض أو على سطحها ، التي تنبعث منها أشعة جاما ، قادرة على - تشعيع الجسم من الخارج. يتم نقل هذه النظائر أيضًا عن طريق الترسيب الجوي.

الحد من الآثار الخطرة لمحطات الطاقة النووية على النظم البيئية

لدى الاتحاد الأفريقي والمؤسسات الصناعية الأخرى في المنطقة مجموعة متنوعة من التأثيرات على مجمل النظم البيئية الطبيعية التي تشكل منطقة المحيط البيئي للاتحاد الأفريقي. تحت تأثير هذه التأثيرات الدائمة أو الطارئة لمحطة الطاقة النووية ، تتطور الأحمال التكنولوجية الأخرى ، والنظم البيئية في الوقت المناسب ، وتتراكم التغييرات في حالات التوازن الديناميكي وتصبح ثابتة. الناس ليسوا غير مبالين على الإطلاق بالاتجاه الذي يتم توجيه هذه التغييرات في النظم البيئية ، إلى أي مدى يمكن عكسها ، وما هي احتياطيات الاستقرار قبل الاضطرابات الكبيرة. يهدف تنظيم الأحمال البشرية على النظم البيئية إلى منع جميع التغييرات غير المواتية فيها ، وفي أفضل خيار ، لتوجيه هذه التغييرات في اتجاه موات. من أجل تنظيم العلاقة بين الاتحاد الأفريقي والبيئة بشكل معقول ، من الضروري بالطبع معرفة ردود فعل biocenoses للتأثيرات المزعجة للاتحاد الأفريقي. يمكن أن يستند نهج تنظيم التأثيرات البشرية المنشأ إلى مفهوم السمية الإيكولوجية ، أي الحاجة إلى منع "تسمم" النظم الإيكولوجية بالمواد الضارة والتدهور بسبب الأحمال المفرطة. بمعنى آخر ، من المستحيل ليس فقط تسميم النظم البيئية ، ولكن أيضًا حرمانها من فرصة التطور بحرية ، وتحميلها بالضوضاء والغبار والنفايات ، والحد من موائلها ومواردها الغذائية.

من أجل تجنب الضرر الذي يلحق بالنظم الإيكولوجية ، يجب تحديد وتثبيت حد معياري معين من المواد الضارة في الكائنات الحية للأفراد ، وحدود التعرض الأخرى التي يمكن أن تسبب عواقب غير مقبولة على مستوى السكان. وبعبارة أخرى ، ينبغي معرفة القدرات البيئية للنظم الإيكولوجية ، والتي لا ينبغي تجاوز قيمها في ظل التأثيرات التكنولوجية. يجب تحديد القدرات البيئية للنظم البيئية لمختلف المواد الضارة من خلال شدة تناول هذه المواد ، حيث تنشأ حالة حرجة في واحد على الأقل من مكونات التكاثر الحيوي ، أي عندما يقترب تراكم هذه المواد من خطر الحد ، سيتم تحقيق تركيز حرج. في القيم الخاصة بتركيزات الحد من المواد السامة ، بما في ذلك النويدات المشعة ، بالطبع ، يجب أيضًا أخذ التأثيرات المتقاطعة في الاعتبار. ومع ذلك ، يبدو أن هذا غير كاف. لحماية البيئة بشكل فعال ، من الضروري إدخال مبدأ الحد من التأثيرات التكنولوجية الضارة ، على وجه الخصوص ، انبعاثات وتصريفات المواد الخطرة. قياسا على مبادئ الحماية من الإشعاع البشري المذكورة أعلاه ، يمكن القول أن مبادئ حماية البيئة هي كما يلي

يجب استبعاد التأثيرات غير المبررة من صنع الإنسان ، وتراكم المواد الضارة في biocenoses ، ويجب ألا تتجاوز الأحمال من صنع الإنسان على عناصر النظام البيئي الحدود الخطرة ،

تناول المواد الضارة في عناصر النظم البيئية ، يجب أن تكون الأحمال من صنع الإنسان منخفضة قدر الإمكان ، مع مراعاة العوامل الاقتصادية والاجتماعية.

NPPs لها تأثير حراري وإشعاعي وكيميائي وميكانيكي على البيئة. لضمان سلامة المحيط الحيوي ، هناك حاجة إلى معدات الحماية الضرورية والكافية. في ظل الحماية الضرورية للبيئة ، فإننا نعني نظامًا من التدابير يهدف إلى التعويض عن إمكانية تجاوز القيم المسموح بها لدرجات حرارة الوسط ، والأحمال الميكانيكية والجرعات ، وتركيزات المواد السامة في المحيط البيئي. يتم تحقيق كفاية الحماية عندما لا تتجاوز درجات الحرارة في الوسائط والجرعة والأحمال الميكانيكية للوسائط وتركيز المواد الضارة في الوسائط القيم الحرجة المحددة.

لذلك ، يجب أن تكون المعايير الصحية للتركيزات القصوى المسموح بها (MPC) ودرجات الحرارة المسموح بها والجرعة والأحمال الميكانيكية معيارًا للحاجة إلى تدابير لحماية البيئة. نظام من المعايير التفصيلية لحدود التعرض الخارجي ، وحدود محتوى النظائر المشعة والمواد السامة في مكونات النظم البيئية ، يمكن للأحمال الميكانيكية أن تحدد بشكل معياري حدود التأثيرات الحرجة والمحدودة على عناصر النظم البيئية لحمايتها من انحلال. بعبارة أخرى ، يجب أن تكون القدرات البيئية لجميع النظم البيئية في المنطقة المدروسة معروفة لجميع أنواع التأثيرات.

تتميز التأثيرات التكنولوجية المختلفة على البيئة بمعدل تكرارها وشدتها. على سبيل المثال ، تحتوي انبعاثات المواد الضارة على مكون ثابت معين يتوافق مع التشغيل العادي ، ومكون عشوائي ، اعتمادًا على احتمالات الحوادث ، أي على مستوى أمان الكائن قيد الدراسة. من الواضح أنه كلما كان الحادث أكثر خطورة وخطورة ، انخفض احتمال وقوعه. نحن نعلم الآن من تجربة تشيرنوبيل المريرة أن غابات الصنوبر لديها حساسية إشعاعية مماثلة لتلك التي لدى البشر ، وأن الغابات المختلطة والشجيرات - أقل بخمس مرات. يجب اتخاذ تدابير لمنع الآثار الخطرة ومنعها أثناء التشغيل وخلق فرص لتعويضها وإدارة الآثار الضارة في مرحلة تصميم المرافق. وهذا يعني تطوير وإنشاء أنظمة للرصد البيئي للمناطق ، وتطوير طرق لحساب التنبؤ بالضرر البيئي ، والطرق المعترف بها لتقييم القدرات البيئية للنظم البيئية ، وطرق لمقارنة أنواع مختلفة من الضرر. يجب أن تخلق هذه التدابير الأساس للإدارة البيئية النشطة.

إتلاف المخلفات الخطرة

ينبغي إيلاء اهتمام خاص لأنشطة مثل تراكم النفايات السامة والمشعة وتخزينها ونقلها والتخلص منها.

النفايات المشعة ليست فقط نتاج نشاط NPP ، ولكنها أيضًا نفايات من استخدام النويدات المشعة في الطب والصناعة والزراعة والعلوم. يتم تنظيم جمع وتخزين والتخلص ودفن النفايات المحتوية على مواد مشعة من خلال الوثائق التالية: SPORO-85 القواعد الصحية لإدارة النفايات المشعة. موسكو: وزارة الصحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، 1986 ؛ قواعد ولوائح الأمان الإشعاعي في الطاقة النووية. المجلد 1. موسكو: وزارة الصحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (290 صفحة) ، 1989 ؛ OSB 72/87 القواعد الصحية الأساسية.

لتحييد النفايات المشعة والتخلص منها ، تم تطوير نظام الرادون ، الذي يتكون من ستة عشر موقعًا للتخلص من النفايات المشعة. مسترشدة بالمرسوم الصادر عن حكومة الاتحاد الروسي رقم 1149-g بتاريخ 5. 11. 91g. وضعت وزارة الصناعة الذرية في الاتحاد الروسي ، بالتعاون مع العديد من الوزارات والمؤسسات المهتمة ، مشروع برنامج حكومي لإدارة النفايات المشعة بهدف إنشاء أنظمة إقليمية مؤتمتة لمحاسبة النفايات المشعة ، وتحديث مرافق تخزين النفايات الحالية وتصميم جديد مشع. مواقع التخلص من النفايات. يتم تنفيذ اختيار قطع الأراضي للتخزين أو الدفن أو التخلص من النفايات من قبل السلطات المحلية بالاتفاق مع الهيئات الإقليمية لوزارة الموارد الطبيعية والإشراف الصحي والوبائي الحكومي.

يعتمد نوع حاويات تخزين النفايات على درجة خطورتها: من الأسطوانات الفولاذية محكمة الغلق لتخزين النفايات شديدة الخطورة إلى الأكياس الورقية لتخزين النفايات الأقل خطورة. لكل نوع من مرافق تخزين النفايات الصناعية (مثل مرافق تخزين المخلفات والحمأة ، ومرافق تخزين مياه الصرف الصناعي ، وبرك الترسيب ، وخزانات التخزين - المبخرات) ، ومتطلبات الحماية من تلوث التربة والمياه الجوفية والمياه السطحية ، لتقليل تركيز المواد الضارة في الهواء ومحتوى المواد الخطرة في صهاريج التخزين داخل أو أسفل MPC. يُسمح بإنشاء مرافق تخزين جديدة للنفايات الصناعية فقط في حالة تقديم دليل على أنه لا يمكن التحول إلى استخدام تقنيات منخفضة النفايات أو غير نفايات أو استخدام النفايات لأي أغراض أخرى. يتم التخلص من النفايات المشعة في مطامر خاصة. يجب أن تكون مدافن النفايات هذه على مسافة كبيرة من المستوطنات والمسطحات المائية الكبيرة. تعتبر الحاوية التي تحتوي على نفايات خطرة عاملاً مهمًا جدًا في الحماية من انتشار الإشعاع. يمكن أن تساهم إزالة الضغط أو زيادة النفاذية في التأثير السلبي للنفايات الخطرة على النظم البيئية.

بشأن تنظيم مستوى التلوث البيئي

يحتوي التشريع الروسي على وثائق تحدد واجبات ومسؤوليات المنظمات للحفاظ على البيئة وحمايتها. تلعب قوانين مثل قانون حماية البيئة وقانون حماية الهواء الجوي وقواعد حماية المياه السطحية من تلوث المياه العادمة دورًا في الحفاظ على القيم البيئية. ومع ذلك ، بشكل عام ، فإن فعالية تدابير حماية البيئة في الدولة ، وتدابير منع حالات التلوث البيئي المرتفع أو المرتفع للغاية منخفضة للغاية. تمتلك النظم البيئية الطبيعية مجموعة واسعة من الآليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لتحييد المواد الضارة والملوثة. ومع ذلك ، عندما يتم تجاوز المدخول الحرج لمثل هذه المواد ، فإن ظهور ظواهر التدهور أمر ممكن - إضعاف البقاء ، وانخفاض الخصائص الإنجابية ، وانخفاض شدة النمو ، والنشاط الحركي للأفراد. في ظروف الطبيعة المعيشية ، النضال المستمر من أجل الموارد ، فإن مثل هذه الخسارة في قابلية الكائنات الحية تهدد بفقدان السكان الضعفاء ، والتي يمكن أن تتطور وراءها سلسلة من الخسائر في مجموعات سكانية أخرى متفاعلة. من المعتاد تحديد المعلمات الحرجة لدخول المواد إلى النظم البيئية باستخدام مفهوم القدرات البيئية. القدرة البيئية للنظام البيئي هي السعة القصوى لكمية الملوثات التي تدخل النظام البيئي لكل وحدة زمنية ، والتي يمكن تدميرها وتحويلها وإزالتها من النظام البيئي أو ترسبها من خلال عمليات مختلفة دون اضطرابات كبيرة في التوازن الديناميكي في النظام البيئي. العمليات النموذجية التي تحدد شدة "طحن" المواد الضارة هي عمليات النقل والأكسدة الميكروبيولوجية والتغذية الحيوية للملوثات. عند تحديد القدرة البيئية للنظم البيئية ، يجب أخذ التأثيرات الفردية المسببة للسرطان والمطفرة لتأثيرات الملوثات الفردية وتأثيراتها المكثفة بسبب العمل المشترك والمشترك في الاعتبار.

ما هو نطاق تركيزات المواد الضارة التي يجب السيطرة عليها؟ دعونا نعطي أمثلة على التركيزات القصوى المسموح بها للمواد الضارة ، والتي ستكون بمثابة مبادئ توجيهية في تحليل إمكانيات رصد الإشعاع للبيئة. في الوثيقة التنظيمية الرئيسية المتعلقة بالسلامة الإشعاعية ، معايير الأمان من الإشعاع (NRB-76/87) ، تم إعطاء قيم الحد الأقصى المسموح به من تركيزات المواد المشعة في الماء والهواء للعاملين المحترفين وجزءًا محدودًا من السكان. ترد بيانات عن بعض النويدات المشعة النشطة بيولوجيًا في الجدول. قيم التركيزات المسموح بها للنويدات المشعة.

نوكليد ، ن
نصف العمر ، T1 / 2 سنة
مردود انشطار اليورانيوم ،٪
التركيز المسموح به Ku / l
التركيز المسموح به
في الهواء
في الهواء
في الهواء ، بيكريل / م 3
في الماء ، بيكريل / كغم
تريتيوم -3 (أكسيد)
12, 35
3*10-10
4*10-6
7, 6*103
3*104
الكربون 14
5730
1, 2*10-10
8, 2*10-7
2, 4*102
2, 2*103
الحديد 55
2, 7
2, 9*10-11
7, 9*10-7
1, 8*102
3, 8*103
كوبالت 60
5, 27
3*10-13
3, 5*10-8
1, 4*101
3, 7*102
كريبتون 85
10, 3
0, 293
3, 5*102
2, 2*103
السترونتيوم 90
29, 12
5, 77
4*10-14
4*10-10
5, 7
4, 5*101
اليود 129
1, 57*10+7
2, 7*10-14
1, 9*10-10
3, 7
1, 1*101
اليود 131
8.04 يوم
3, 1
1, 5*10-13
1*10-9
1, 8*101
5, 7*101
السيزيوم 135
2, 6*10+6
6, 4
1, 9*102
6, 3*102
الرصاص 210
22, 3
2*10-15
7, 7*10-11
1, 5*10-1
1, 8
الراديوم -226
1600
8, 5*10-16
5, 4*10-11
8, 6*10-3
4, 5
اليورانيوم 238
4, 47*10+9
2, 2*10-15
5, 9*10-10
2, 8*101
7, 3*10-1
البلوتونيوم 239
2, 4*10+4
3*10-17
2, 2*10-9
9, 1*10-3
5

يمكن ملاحظة أن جميع قضايا حماية البيئة تشكل مجمعًا علميًا وتنظيميًا وتقنيًا واحدًا ، يجب أن يطلق عليه السلامة البيئية. يجب التأكيد على أننا نتحدث عن حماية النظم البيئية والبشر ، كجزء من المحيط البيئي ، من المخاطر التكنولوجية الخارجية ، أي أن النظم البيئية والناس يخضعون للحماية. يمكن أن يكون تعريف السلامة البيئية هو البيان القائل بأن السلامة البيئية هي الحماية الضرورية والكافية للنظم البيئية والبشر من التأثيرات التكنولوجية الضارة.

عادة ما تتميز حماية البيئة بأنها حماية النظم البيئية من تأثيرات محطات الطاقة النووية أثناء تشغيلها العادي وسلامتها كنظام للتدابير الوقائية في حالات الحوادث التي تتعرض لها. كما ترون ، مع هذا التعريف لمفهوم "الأمان" ، تم توسيع نطاق التأثيرات المحتملة ، وتم تقديم إطار للحماية الضرورية والكافية ، والتي تحدد المناطق غير المهمة والمهمة والمسموح بها وغير المقبول التأثيرات. وتجدر الإشارة إلى أن المواد التنظيمية الخاصة بالسلامة من الإشعاع (RB) تستند إلى فكرة أن الحلقة الأضعف في المحيط الحيوي هي الشخص الذي يجب حمايته بكل الوسائل الممكنة. يُعتقد أنه إذا تمت حماية الشخص بشكل صحيح من الآثار الضارة لمحطة الطاقة النووية ، فستتم أيضًا حماية البيئة ، نظرًا لأن المقاومة الإشعاعية لعناصر النظام البيئي تكون عادةً أعلى بكثير من مقاومة الإنسان. من الواضح أن هذا الموقف لا جدال فيه على الإطلاق ، لأن التكوينات الحيوية للنظم البيئية لا تتمتع بالقدرات التي يمتلكها البشر - للتفاعل بسرعة وبشكل معقول مع مخاطر الإشعاع. لذلك ، بالنسبة لشخص في الظروف الحالية ، تتمثل المهمة الرئيسية في القيام بكل ما هو ممكن لاستعادة الأداء الطبيعي للأنظمة البيئية ومنع حدوث انتهاكات للتوازن البيئي.

أحدث المنشورات
مهمة سرية لمحطات الطاقة النووية. إعلان.

عقد مركز أبحاث التعليم العالي في شمال القوقاز وجامعة ولاية روستوف المؤتمر العلمي والعملي الثاني "مشاكل تطوير الطاقة النووية في الدون" في 29 فبراير - 1 مارس. حضر المؤتمر حوالي 230 عالماً من إحدى عشرة مدينة في الاتحاد الروسي ، بما في ذلك موسكو ، وسانت بطرسبرغ ، ونوفغورود ، ونوفوتشيركاسك ، وفولجودونسك ، إلخ. من المنطقة. عقد المؤتمر في جو عمل بناء. في الجلسة العامة ، النائب الأول. رئيس الإدارة الإقليمية أ. أ. ستانيسلافوف. أكاديمي من RAS V. I. Osipov ، مدير "Rostovenergo" F. A. Kushnarev ، نائب. مدير Rosenergoatom Concern A. K. Polushkin ؛ رئيس جمعية جنوب روسيا "صحة الإنسان - القرن الحادي والعشرون" في آي. روساكوف وآخرون. تم تقديم أكثر من 130 تقريرًا في ستة أقسام في المجالات المتعلقة بإنشاء وتشغيل محطة الطاقة النووية.

في الجلسة العامة النهائية ، لخص قادة الأقسام النتائج ، والتي سيتم عرضها في المستقبل القريب على نواب الجمعية التشريعية والجمهور الدون. سيتم نشر جميع المواد المقدمة في مجموعة التقارير.

السؤال: أكون أو لا أكون محطة روستوف للطاقة النووية؟ "حاد بشكل خاص الآن. تلقى العاملون في المجال النووي الضوء الأخضر لمشروع بناء RoNPP. لم يتفق الفحص العام مع رأي الخبرة البيئية للدولة حول إمكانية استئناف البناء.

يرى بعض سكان منطقتنا أن محطات الطاقة النووية "لا فائدة منها إلا ضررها". تجعل متلازمة تشيرنوبيل من الصعب النظر إلى الوضع بموضوعية. إذا أسقطنا المشاعر ، فسنجد أنفسنا أمام حقائق غير سارة للغاية. يتحدث مهندسو الطاقة في روستوف اليوم بالفعل عن أزمة الطاقة الوشيكة في المنطقة. معدات محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري غير قادرة على التعامل مع الأحمال المتزايدة. في الدول الغربية ، التي أصبح من المعتاد الإشارة إليها الآن ، يتم إنتاج 5-6 آلاف كيلوواط / ساعة للفرد سنويًا. لدينا حاليا أقل من ثلاثة. يلوح في الأفق احتمال البقاء مع ألف. ماذا يعني هذا؟ في الآونة الأخيرة ، شعرنا بالغضب من زيادة مفاجئة أخرى في أسعار الكهرباء. وبالفعل تم نسيان عمليات الإغلاق "المتداول" سيئة السمعة. لكن كل هذا ليس بأي حال من الأحوال نزوة لمهندسي القوة. هذه حياتنا المستقبلية معك. تعاني بريموري حاليًا من أزمة طاقة. قضى الناس الشتاء في شقق غير مدفأة. يتم تشغيل الكهرباء مرة واحدة في اليوم لفترة قصيرة. هل يمكنك تخيل حياة طبيعية بدون كهرباء؟ ماذا يعني ترك مؤسسة صناعية كبيرة بدون كهرباء؟

للأسف ، ترتبط حياتنا ارتباطًا وثيقًا بالمآخذ والأسلاك والمفاتيح. توليد الكهرباء هو أيضًا إنتاج يتطلب قدرات حديثة وقوية. يقترح معارضو الذرة السلمية تحويل RoNPP قيد الإنشاء للعمل على الوقود الأحفوري. لكن نفايات منتجات هذه المحطات ليست بأي حال من الأحوال أقل شأناً من حيث الآثار الضارة على البيئة ، بل إنها في بعض المؤشرات تتجاوز تأثير محطات الطاقة النووية. علاوة على ذلك ، لا يمكن مقارنة قدرات النباتات العضوية بقدرات أخواتها الذرية.

هناك مقترحات لتحويل الاقتصاد الروسي إلى طاقة شمسية غير ضارة. هذا بالتأكيد جيد. ولكن ، للأسف ، لم يذهب التقدم التكنولوجي في العالم إلى حد الحديث بجدية عن استخدام هذا النوع من الطاقة. يمكنك بالطبع انتظار إدخال الألواح الشمسية في الاقتصاد. الشركات تنتظرهم ، والاقتصاد بأكمله سينهار ، وعليك أنت وأنا سوف نضطر إلى إشعال النيران لتدفئة منازلنا وإعداد الطعام.

الطاقة الشمسية اليوم هي حلم أكثر من كونها حقيقة عملية. بالإضافة إلى ذلك ، تلعب محطات الطاقة النووية دورًا مهمًا في تطوير الطاقة الشمسية. في هذه المحطات يتم معالجة السيليكون الفيزيائي في أمفورا. هذا الأخير هو بالضبط أساس إنتاج الخلايا الشمسية. بالإضافة إلى ذلك ، في محطات الطاقة النووية ، تتم زراعة بلورات السيليكون المفردة مع تعاطي المنشطات الإشعاعية اللاحقة. يتم إنزال البلورة إلى مفاعل نووي ، وتحت تأثير الإشعاع ، يتم تحويلها إلى فوسفور مستقر. يستخدم هذا النوع من الفوسفور في صناعة أجهزة الرؤية الليلية وأنواع مختلفة من الترانزستورات وأجهزة ومعدات الجهد العالي.

الطاقة النووية هي طبقة كاملة من الإنتاج العلمي المكثف يمكنها تحسين الوضع الاقتصادي في المنطقة بشكل كبير.

فكرة أن الغرب يرفض بناء محطات طاقة نووية هي فكرة خاطئة. في اليابان وحدها ، هناك 51 وحدة للطاقة النووية قيد التشغيل ووحدتان جديدتان قيد الإنشاء. لقد خطت تقنيات ضمان سلامة الطاقة النووية خطوة إلى الأمام بحيث جعلت من الممكن بناء محطات حتى في المناطق المعرضة لخطر الزلازل. عمال الطاقة الذرية في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك بلدنا ، يعملون تحت شعار: "السلامة قبل الاقتصاد". من المحتمل أن تكون معظم المنشآت الصناعية مهددة للحياة. تمت مقارنة المأساة الأخيرة في أوروبا الوسطى ، عندما تم تسميم نهر الدانوب بالسيانيد ، في نطاقها بكارثة تشيرنوبيل. هناك ، كان الأشخاص الذين انتهكوا احتياطات السلامة هم المسؤولون عن ذلك. نعم ، الطاقة النووية تتطلب موقفا خاصا وتحكما خاصا. لكن هذا ليس سببًا للرفض الكامل لها. من الخطر إطلاق أقمار صناعية في الفضاء ، يمكن أن يسقط أي منها على الأرض ، ومن الخطر قيادة سيارة - يموت آلاف الأشخاص كل عام في حوادث السيارات ، ومن الخطر استخدام الغاز ، ومن الخطر الطيران على الطائرات ، يعد استخدام أجهزة الكمبيوتر ضارًا وخطيرًا. وكما قال التقليد: "كل ما هو ممتع إما غير قانوني أو غير أخلاقي أو يؤدي إلى السمنة". لكننا نطلق الأقمار الصناعية ونقود السيارات ولا يمكننا تخيل حياتنا بدون الغاز الطبيعي والكهرباء. تعودنا على الحضارة التي هي مستحيلة في الوقت الحالي بدون استخدام الطاقة الذرية. وهذا يجب أن يؤخذ في الاعتبار. "غازيتا دونا" ، رقم 10 (65) ، 07.03.2000

ايلينا موكريكوفا
حدثت حالة طوارئ في محطة للطاقة النووية في اليابان

في اليابان ، تطورت حالة الطوارئ مرة أخرى في إحدى محطات الطاقة النووية. هذه المرة ، تم تسجيل تسرب للمياه من نظام التبريد لمحطة طاقة نووية تقع في الجزء الأوسط من البلاد ، وفقًا لتقارير RBC. ومع ذلك ، قالت السلطات اليابانية أنه لا يوجد خطر التلوث الإشعاعي للبيئة. لم يتم توضيح سبب التسريب.

أفادت وكالة الأنباء الألمانية دويتشه برس أجينتور ، عقب حادث محطة للطاقة النووية في توكامورا العام الماضي ، قررت الحكومة مؤخرًا خفض عدد المفاعلات النووية الجديدة قيد الإنشاء. تعرض 22 شخصًا للإشعاع نتيجة لحادث في محطة للطاقة النووية في كوريا الجنوبية تعرض 22 شخصًا للإشعاع نتيجة لحادث في محطة للطاقة النووية في كوريا الجنوبية. أفادت وكالة رويترز نقلاً عن أنباء يونهاب أنه تم الإبلاغ عن تسرب مياه ثقيلة أثناء إصلاح مضخة التبريد يوم الاثنين. ذكرت وكالة أنباء يونهاب أن الحادث وقع فى محطة للطاقة النووية فى مقاطعة كيونج سانج الشمالية يوم الاثنين فى حوالى الساعة 19:00.

وبحسب رويترز ، تم إيقاف التسريب. بحلول هذا الوقت ، تدفق حوالي 45 لترًا من الماء الثقيل في البيئة الخارجية.

يذكر أن حادثًا مشابهًا وقع يوم الثلاثاء الماضي في اليابان ، حيث تعرض 55 شخصًا - معظمهم من عمال المصانع - للإشعاع. ومع ذلك ، فإن السلطات الكورية الجنوبية لم تتوقع أي شيء من هذا القبيل. أجابت المدينة بـ "لا": تحدث 4156 من سكان فولغودونت ضد NPP RoNPP: عمل الصحيفة "دعونا نسأل المدينة"

خلال أسبوع العمل - من الاثنين إلى الجمعة - عقدت صحيفتا "فيشرني فولغودونسك" و "فولغودونسكايا نيديليا" عملا مشتركا بعنوان "فلنطلب المدينة".

شارك 3333 شخصًا في استطلاع Vecherny Volgodonsk. اتصل معظمهم عبر الهاتف ، وأحضر بعضهم كوبونات مملوءة (ترسل بالبريد - لا توجد أظرف وطوابع). قام الآخرون ببساطة بإعداد القوائم وإحضارها. توزعت الأصوات على النحو التالي: 55 شخصًا تحدثوا عن وجود الحزب الوطني التقدمي ، و 3278 ضد.

أعرب 899 من سكان فولجودونسك عن رأيهم في أسبوع فولجودونسكايا ، 21 منهم صوتوا لصالح محطة الطاقة النووية ، و 878 ضدها.

أظهر الاستطلاع أنه لم يفقد جميع مواطنينا بأي حال من الأحوال مكانة حياتهم النشطة بسبب الصعوبات الاقتصادية ، وكما يقولون ، فقد تخلوا عن كل شيء. لم يكتف الكثيرون بالتعبير عن أنفسهم ، ولكنهم لم يكونوا كسالى جدًا لمقابلة الجيران والأقارب والزملاء.

وقدمت قائمة واسعة من المعارضين لمحطة الطاقة النووية - 109 أسماء - إلى هيئة تحرير "VV" في اليوم الأخير من العملية. علاوة على ذلك ، لم يكن من الممكن إثبات "التأليف" - من الواضح أن الجامعين عملوا ليس من أجل الشهرة ، ولكن من أجل الفكرة. قائمة أخرى ، حيث توجد آراء "مؤيدة" و "معارضة" ، انتهى بها الأمر أيضًا بدون "كاتب".

القوائم من المنظمات هي مسألة أخرى. تحدث 29 موظفًا في مستوصف فولغودونسك للسل ضد بناء RoNPP. تم دعمهم من قبل 17 تلميذًا من 11 تلميذًا من فئة 11 "أ" من المدرسة N10 ، برئاسة معلم الفصل ، 54 موظفًا من HPV-16.

لم يعبر الكثير من الناس عن آرائهم فحسب ، بل قدموا أيضًا حججًا "مؤيدة" و "ضد". أولئك الذين يعتقدون أن المدينة بحاجة إلى محطة للطاقة النووية يرون فيها أولاً وقبل كل شيء مصدر وظائف جديدة. يعتقد المعارضون أن أهم شيء هو السلامة البيئية للمحطة ، وفي غياب مثل هذه السلامة ، تكون جميع الحجج الأخرى ثانوية.

تقول ليديا كونستانتينوفنا ريابكينا: "لقد نجونا من الإبادة الجماعية الستالينية ، ثم الهتلرية. إن محطة الطاقة النووية على أرضنا ليست أكثر من نفس الإبادة الجماعية ، بل هي أكثر حداثة". يقوم حكامنا بترميم الكنائس بيد ، وباليد الأخرى إنهم يقتلوننا نحن شعبهم ، بما في ذلك من خلال بناء محطات طاقة نووية في مناطق مكتظة بالسكان "

من بين المشاركين في الاستطلاع كان هناك أيضًا أولئك الذين يعرفون العواقب المحتملة للحياة بجانب الذرة "السلمية" ليس فقط من منشورات الصحف. ماريا أليكسيفنا ياريما ، التي أتت إلى فولغودونسك من أوكرانيا ، لم تستطع كبح دموعها ، وتحدثت عن أقاربها الذين بقوا هناك.

"بعد تشيرنوبيل ، أصبح جميع الأقارب مرضى للغاية. المقبرة تنمو بسرعة فائقة. يموت الشباب والأطفال في الغالب. لا أحد يحتاجهم هناك." سأل سكان البلدة ، "من سيحتاجنا إذا حدث شيء ما ، لا سمح الله ، في روستوف NPP؟" قلة هم الذين يصدقون تأكيدات العلماء النوويين بأنه لا يمكن أن يحدث شيء خطير. وكما تعلم ، فإن الله يعتني بأولئك الحريصين. هل ستحافظ على سلامتنا؟

غالبًا ما يتهم المعارضون جريدتنا بالمغرضة والتحيز عند تغطية مشاكل RoNPP. لكننا نعكس فقط الرأي العام حول هذه القضية. بالطبع لا يناسب الجميع. أتومشيكوف ، على سبيل المثال ، أو دوما المدينة ، التي قالت "نعم" للمحطة قبل عام. لكنها موجودة - ولا مفر منها.

بطبيعة الحال ، فإن استطلاع الرأي في الصحف ليس استفتاءً. ولكن أليس هذا سببًا للاعتقاد بأنه من بين كل أولئك الذين شاركوا في الاستطلاع ، فإن أولئك الذين تحدثوا لصالح بناء RoNPP يشكلون أقل من 2٪ من الإجمالي؟ أم أن أنصار الحزب الوطني لم يتصلوا بنا لأنهم يعرفون موقف الصحيفة وغير متأكدين من موضوعيتها؟ ولكن هناك تحذير واحد هنا. لتجنب الاتهامات المتبادلة بالتحيز ، قمنا بالاتفاق مع مركز المعلومات في RoNPP "بتبادل" الحضور على الهاتف لفترة (قرر مركز المعلومات ، بعد أيام قليلة من بدء عمل الصحيفة ، على النقيض من ذلك) ، لعقد ما يخصه). أي أن موظفهم "جلس" ​​على هاتف التحرير ، موظفنا - في مركز المعلومات. أتيحت لموظف في RoNPP الفرصة لكتابة آراء سكان البلدة بيدها (في 20 دقيقة كان عليها أن تفعل ذلك ثماني مرات ، جميعهم كانوا ضد ذلك). قضى مضيفنا ساعة ونصف في مركز المعلومات دون جدوى - خلال هذا الوقت لم يتصلوا ولو مرة واحدة. وفي قوائم أولئك الذين سبق لهم أن وصفوا بأنه يتيم ، كانت هناك ثلاثة أسماء: اثنان - "ضد" ، وواحد - "لصالح".

يمكن لأي شخص ، بما في ذلك ممثلو السلطات المحلية والإقليمية ، التحقق شخصيًا من صحة البيانات التي أدلى بها Volgodonts. يكفي الاتصال بأي من العناوين المحددة (جميعها في مكتب التحرير). وهنا ما هو غير مفهوم مرة أخرى: على أي أساس تنمو الأسطورة مرارًا وتكرارًا أن الحالة المزاجية في المدينة قد تغيرت ، وأن غالبية السكان يحلمون حرفياً ببدء مبكر لمحطة الطاقة النووية؟ ويتم تمرير هذه الأسطورة باستمرار على أنها حقيقة ، وبهذه الطريقة يتم تقديمها من قبل قادة المدن الفردية إلى الجمعية التشريعية والإدارة الإقليمية.

قال حاكم الدون فلاديمير تشوب: "دعونا نسأل المدينة". سألنا. استجابت المدينة. هل سيتبع ذلك أي استنتاجات من سلطات الدون؟

هناك طريقة واحدة فقط ، ربما ليست بسيطة جدًا وليست أرخص ، ولكنها طريقة موثوقة تمامًا لمعرفة الوضع الحقيقي للأمور - مسح إقليمي. وإذا كانت سلطاتنا مهتمة حقًا برأينا ، فلا توجد طريقة أخرى لمعرفة ذلك. لكن هذا إذا كانوا مهتمين. وإذا لم يهتموا برأينا ، فقد حان الوقت للتوقف عن النفاق والقول مرة واحدة وإلى الأبد: سيتم بدء تشغيل محطة الطاقة النووية ، بغض النظر عن رأيك في هذا الأمر ، إذا كنت على الأقل ثلاث مرات أغلبية. فقط لا تتظاهر بأن رأي المدينة يتوافق مع رأي القادة المنتخبين من قبلها. RoNPP هو خيارهم. وليس هناك ما يضاف إلى هذا.

استنتاج
في النهاية ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية:
عوامل "بالنسبة" لمحطات الطاقة النووية:

الطاقة النووية هي إلى حد بعيد أفضل شكل من أشكال إنتاج الطاقة. اقتصادية ، عالية الطاقة ، صديقة للبيئة عند استخدامها بشكل صحيح. تتمتع محطات الطاقة النووية بميزة في تكاليف الوقود مقارنة بمحطات الطاقة الحرارية التقليدية ، وهو أمر واضح بشكل خاص في تلك المناطق حيث توجد صعوبات في توفير موارد الوقود والطاقة ، فضلاً عن اتجاه ثابت للنمو في تكلفة استخراج الوقود الأحفوري.

لا تتميز محطات الطاقة النووية أيضًا بتلوث البيئة الطبيعية بالرماد وغازات المداخن بثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وأكسيد الكبريت ومياه الصرف التي تحتوي على منتجات نفطية. عوامل "ضد" محطات الطاقة النووية:

عواقب وخيمة للحوادث في محطات الطاقة النووية.

التأثير الميكانيكي المحلي على الإغاثة - أثناء البناء. الأضرار التي تلحق بالأفراد في النظم التكنولوجية - أثناء التشغيل. جريان المياه السطحية والجوفية المحتوية على مكونات كيميائية ومشعة.

التغييرات في طبيعة استخدام الأراضي وعمليات التبادل في المناطق المجاورة مباشرة لمحطة الطاقة النووية.

التغيرات في الخصائص المناخية للمناطق المجاورة.

محطة الطاقة النووية (NPP) عبارة عن مجموعة من الهياكل التقنية المصممة لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الطاقة المنبعثة أثناء تفاعل نووي متحكم فيه.

يستخدم اليورانيوم كوقود شائع لمحطات الطاقة النووية. يتم تنفيذ تفاعل الانشطار في الكتلة الرئيسية لمحطة الطاقة النووية - مفاعل نووي.

المفاعل مركب في علبة فولاذية ، مصممة للضغط العالي - حتى 1.6 × 107 باسكال ، أو 160 جوًا.
الأجزاء الرئيسية لـ VVER-1000 هي:

1. المنطقة النشطة ، حيث يوجد الوقود النووي ، يتواصل تفاعل متسلسل من الانشطار النووي ويتم إطلاق الطاقة.
2. عاكس نيوتروني يحيط باللب.
3. ناقل الحرارة.
4. نظام مراقبة الحماية (CPS).
5. الحماية من الإشعاع.

يتم إطلاق الحرارة في المفاعل بسبب التفاعل المتسلسل لانشطار الوقود النووي تحت تأثير النيوترونات الحرارية. في هذه الحالة ، تتشكل نواتج الانشطار النووي ، من بينها مواد صلبة وغازات - زينون ، كريبتون. تعتبر نواتج الانشطار مشعة جدًا ، لذلك يتم وضع الوقود (أقراص ثاني أكسيد اليورانيوم) في أنابيب زركونيوم محكمة الغلق - قضبان الوقود (عناصر الوقود). يتم دمج هذه الأنابيب في عدة قطع جنبًا إلى جنب لتشكيل مجموعة وقود واحدة. للتحكم في المفاعل النووي وحمايته ، يتم استخدام قضبان التحكم ، والتي يمكن تحريكها على طول ارتفاع النواة بالكامل. القضبان مصنوعة من مواد تمتص النيوترونات بقوة ، مثل البورون أو الكادميوم. مع الإدخال العميق للقضبان ، يصبح التفاعل المتسلسل مستحيلًا ، حيث يتم امتصاص النيوترونات بقوة وإزالتها من منطقة التفاعل. يتم نقل القضبان عن بعد من لوحة التحكم. مع حركة صغيرة للقضبان ، سوف تتطور عملية السلسلة أو تكون رطبة. بهذه الطريقة ، يتم تنظيم قوة المفاعل.

مخطط المحطة هو دائرة مزدوجة. تتكون الحلقة الأولى المشعة من مفاعل VVER-1000 وأربع حلقات تبريد دائرية. الدائرة الثانية غير المشعة وتشمل مولد بخار ووحدة إمداد بالمياه ووحدة توربينية بقدرة 1030 ميغاواط. المبرد الأساسي هو ماء غير مغلي عالي النقاوة تحت ضغط 16 ميجا باسكال مع إضافة محلول حمض البوريك - ممتص نيوتروني قوي ، يستخدم للتحكم في قدرة المفاعل.

1. يضخ الدوران الرئيسي الماء عبر قلب المفاعل ، حيث يتم تسخينه إلى درجة حرارة 320 درجة بسبب الحرارة المنبعثة أثناء التفاعل النووي.
2. يفرز المبرد المسخن حرارته إلى ماء الدائرة الثانوية (مائع العمل) ، ويبخرها في مولد البخار.
3. يدخل المبرد المبرد إلى المفاعل مرة أخرى.
4. ينتج مولد البخار بخارًا مشبعًا عند ضغط 6.4 ميجا باسكال ، يتم تغذيته في التوربينات البخارية.
5. يدفع التوربين الدوار للمولد.
6. يتم تكثيف بخار النفايات في المكثف وإعادتها إلى مولد البخار بواسطة مضخة التكثيف. للحفاظ على ضغط ثابت في الدائرة ، يتم تثبيت معوض حجم البخار.
7. يتم إزالة حرارة تكثيف البخار من المكثف عن طريق تدوير الماء ، والذي يتم توفيره بواسطة مضخة تغذية من بركة التبريد.
8. يتم إغلاق كل من الحلقة الأولى والثانية للمفاعل بإحكام. هذا يضمن سلامة المفاعل للأفراد والجمهور.

إذا كان من المستحيل استخدام كمية كبيرة من الماء لتكثيف البخار ، فبدلاً من استخدام خزان ، يمكن تبريد المياه في أبراج تبريد خاصة (أبراج تبريد).

يتم ضمان السلامة والود البيئي لتشغيل المفاعل من خلال الالتزام الصارم باللوائح (قواعد التشغيل) وعدد كبير من معدات التحكم. كل ذلك مصمم للتحكم الذكي والفعال في المفاعلات.
الحماية الطارئة للمفاعل النووي - مجموعة من الأجهزة المصممة لإيقاف تفاعل نووي متسلسل بسرعة في قلب المفاعل.

يتم تشغيل الحماية النشطة في حالات الطوارئ تلقائيًا عندما تصل إحدى معلمات المفاعل النووي إلى قيمة يمكن أن تؤدي إلى وقوع حادث. يمكن أن تكون هذه المعلمات: درجة الحرارة والضغط ومعدل تدفق المبرد ومستوى ومعدل زيادة الطاقة.

العناصر الدافعة للحماية الطارئة هي ، في معظم الحالات ، قضبان بمادة تمتص النيوترونات جيدًا (البورون أو الكادميوم). في بعض الأحيان ، لإغلاق المفاعل ، يتم حقن ماص سائل في دائرة المبرد.

بالإضافة إلى الحماية النشطة ، تشتمل العديد من التصميمات الحديثة أيضًا على عناصر الحماية السلبية. على سبيل المثال ، تشتمل الإصدارات الحديثة من مفاعلات VVER على نظام التبريد الأساسي للطوارئ (ECCS) - خزانات خاصة بها حمض البوريك تقع فوق المفاعل. في حالة وقوع حادث أساس التصميم الأقصى (تمزق حلقة التبريد الأولية للمفاعل) ، يتم إطفاء محتويات هذه الخزانات عن طريق تدفق الجاذبية داخل قلب المفاعل والتفاعل النووي المتسلسل بكمية كبيرة من المواد المحتوية على البورون التي تمتص النيوترونات جيدًا.

وفقًا "لقواعد الأمان النووي لمنشآت مفاعلات محطات الطاقة النووية" ، يجب أن يؤدي أحد أنظمة الإغلاق المتوخاة للمفاعل وظيفة الحماية في حالات الطوارئ (EP). يجب أن يكون للحماية في حالات الطوارئ مجموعتان مستقلتان على الأقل من الهيئات العاملة. بناءً على إشارة من AZ ، يجب تنشيط الهيئات العاملة في AZ من أي وظائف عمل أو وسيطة.
يجب أن تتكون معدات AZ من مجموعتين مستقلتين على الأقل.

يجب تصميم كل مجموعة من معدات الحماية الأساسية بحيث يتم توفير الحماية في نطاق تباين كثافة تدفق النيوترونات من 7٪ إلى 120٪ من الاسمي:
1. حسب كثافة تدفق النيوترونات - ثلاث قنوات مستقلة على الأقل ؛
2. وفقًا لمعدل زيادة كثافة تدفق النيوترونات - ثلاث قنوات مستقلة على الأقل.

يجب تصميم كل مجموعة من معدات EP بحيث يتم توفير الحماية في حالات الطوارئ من خلال ثلاث قنوات مستقلة على الأقل لكل معلمة تكنولوجية تتطلب الحماية من أجل النطاق الكامل للتغييرات في المعلمات التكنولوجية المحددة في تصميم مصنع المفاعل ( RP).

يجب إرسال أوامر التحكم لكل مجموعة لمشغلات AZ عبر قناتين على الأقل. عند إخراج إحدى القنوات من التشغيل في إحدى مجموعات معدات AZ بدون إخراج هذه المجموعة من التشغيل ، يجب إنشاء إشارة إنذار تلقائيًا لهذه القناة.

يجب أن تحدث عملية الحماية الطارئة على الأقل في الحالات التالية:
1. عند الوصول إلى نقطة الضبط الأساسية من حيث كثافة تدفق النيوترونات.
2. عند الوصول إلى نقطة الضبط الأساسية من حيث معدل الزيادة في كثافة تدفق النيوترونات.
3. عندما يختفي الجهد الكهربائي في أي مجموعة من معدات AZ وحافلات إمداد الطاقة الخاصة بـ CPS التي لم يتم إيقاف تشغيلها.
4. في حالة فشل أي قناتين من قنوات الحماية الثلاث من حيث كثافة تدفق النيوترون أو معدل ارتفاع تدفق النيوترونات في أي مجموعة من معدات الحماية الأساسية التي لم يتم إيقاف تشغيلها.
5. عندما يتم الوصول إلى إعدادات AZ من خلال المعلمات التكنولوجية ، والتي بموجبها من الضروري تنفيذ الحماية.
6. عند بدء تنشيط AZ من المفتاح من نقطة التحكم في الكتلة (BPU) أو نقطة التحكم الاحتياطية (RPU).

تم إعداد المواد بواسطة نسخة الإنترنت من www.rian.ru بناءً على معلومات من RIA Novosti ومصادر مفتوحة

محطات الطاقة النووية

من إعداد طالب من الصف 11 أ

MBOU SOSH №70

أندريفا آنا 2014

مقدمة

تاريخ الخلق

الجهاز و "المشاهير"

1 كيف يعمل

2 التصنيف

3 محطات طاقة نووية بارزة

1 المزايا

2 عيوب

3 هل لمحطة الطاقة النووية مستقبل؟

فهرس

مقدمة

حول الطاقة والوقود

محطة الطاقة النووية (NPP) هي منشأة نووية لإنتاج الطاقة في أوضاع وشروط استخدام محددة ، وتقع داخل الأراضي التي يحددها المشروع ، والتي يوجد فيها مفاعل نووي (مفاعلات) ومجموعة من الأنظمة والأجهزة اللازمة ، يتم استخدام المعدات والهياكل مع العمال اللازمين لهذا الغرض (الموظفون).

يمكن أن يحدث انشطار النواة الذرية تلقائيًا أو عندما يدخلها جسيم أولي. لا يستخدم الاضمحلال العفوي في الطاقة النووية بسبب شدتها المنخفضة للغاية.

يمكن حاليًا استخدام نظائر اليورانيوم - اليورانيوم 235 واليورانيوم 238 وكذلك البلوتونيوم 239 - كمواد انشطارية.

يحدث تفاعل متسلسل في مفاعل نووي. تتفكك نوى اليورانيوم أو البلوتونيوم ، مع تكوين نواتين أو ثلاث من العناصر في منتصف الجدول الدوري ، يتم إطلاق الطاقة ويتم تكوين اثنين أو ثلاثة نيوترونات ، والتي بدورها يمكن أن تتفاعل مع ذرات أخرى ، مما تسبب في انشطارهم ، استمر في التفاعل المتسلسل. من أجل تحلل نواة الذرة ، يجب أن يصطدم بها جسيم أولي بطاقة معينة (يجب أن تكون قيمة هذه الطاقة في نطاق معين: سيتم ببساطة صد الجسيم الأبطأ أو الأسرع من النواة دون اختراقها). على سبيل المثال ، اليورانيوم 238 قابل للانشطار فقط بواسطة النيوترونات السريعة. أثناء انشطارها ، يتم إطلاق الطاقة ويتم تكوين 2-3 نيوترون سريع. بسبب حقيقة أن هذه النيوترونات السريعة تتباطأ في مادة اليورانيوم 238 إلى سرعات غير قادرة على التسبب في انشطار نواة اليورانيوم 238 ، فإن تفاعل تسلسلي في اليورانيوم 238 لا يمكن أن يستمر.

1. تاريخ الخلق

في النصف الثاني من الأربعينيات ، حتى قبل الانتهاء من العمل على إنشاء أول قنبلة ذرية سوفيتية (تم اختبارها في 29 أغسطس 1949) ، بدأ العلماء السوفييت في تطوير المشاريع الأولى للاستخدام السلمي للطاقة الذرية ، الاتجاه العام الذي أصبح على الفور صناعة الطاقة الكهربائية.

في عام 1948 ، بناءً على اقتراح I.V. كورتشاتوف ، ووفقًا لتعليمات الحزب والحكومة ، بدأ العمل الأول في التطبيق العملي للطاقة الذرية لتوليد الكهرباء.

في مايو 1950 ، بالقرب من قرية أوبنينسكوي ، منطقة كالوغا ، بدأ العمل في بناء أول محطة للطاقة النووية في العالم.

تم إطلاق أول محطة للطاقة النووية الصناعية في العالم بقدرة 5 ميجاوات في 27 يونيو 1954 في الاتحاد السوفيتي ، في مدينة أوبنينسك ، الواقعة في منطقة كالوغا. في عام 1958 ، تم تشغيل المرحلة الأولى من محطة الطاقة النووية السيبيرية بسعة 100 ميغاواط ، وبالتالي تمت زيادة السعة التصميمية الكاملة إلى 600 ميغاواط. في نفس العام ، بدأ بناء محطة بيلويارسك للطاقة النووية الصناعية ، وفي 26 أبريل 1964 ، أعطى مولد المرحلة الأولى التيار للمستهلكين. في سبتمبر 1964 ، تم إطلاق الوحدة 1 من Novovoronezh NPP بسعة 210 ميجاوات. تم إطلاق الوحدة الثانية بقدرة 365 ميجاوات في ديسمبر 1969. في عام 1973 ، تم إطلاق Leningrad NPP.

خارج اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم تشغيل أول محطة للطاقة النووية الصناعية بسعة 46 ميجاوات في عام 1956 في كالدر هول (بريطانيا العظمى). بعد عام ، تم تشغيل محطة طاقة نووية بقدرة 60 ميجاوات في Shippingport (الولايات المتحدة الأمريكية).

في مايو 1989 ، في الجمعية التأسيسية في موسكو ، تم الإعلان عن التكوين الرسمي للرابطة العالمية لمشغلي محطات الطاقة النووية (WANO) ، وهي جمعية مهنية دولية توحد المنظمات التي تشغل محطات الطاقة النووية في جميع أنحاء العالم. حددت الرابطة لنفسها أهدافا طموحة لتحسين السلامة النووية في جميع أنحاء العالم ، وتنفيذ برامجها الدولية.

2. الجهاز و "المشاهير"

1 كيف يعمل

يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا لتشغيل محطة للطاقة النووية مع مفاعل طاقة مائي مضغوط مزدوج الدائرة. يتم نقل الطاقة المنبعثة في قلب المفاعل إلى المبرد الأساسي (المبرد عبارة عن مادة سائلة أو غازية تمر عبر الحجم الأساسي). علاوة على ذلك ، يدخل المبرد إلى المبادل الحراري (مولد البخار) ، حيث يسخن ماء الدائرة الثانية حتى يغلي. يدخل البخار الناتج إلى التوربينات التي تقوم بتدوير المولدات الكهربائية. عند مخرج التوربينات ، يدخل البخار المكثف ، حيث يتم تبريده بكمية كبيرة من المياه القادمة من الخزان.

يعتبر معوض الضغط تصميمًا معقدًا ومرهقًا إلى حد ما ، والذي يعمل على معادلة تقلبات الضغط في الدائرة أثناء تشغيل المفاعل ، الناتجة عن التمدد الحراري لسائل التبريد. يمكن أن يصل الضغط في الدائرة الأولى إلى 160 جوًا.

بالإضافة إلى الماء ، يمكن أيضًا استخدام المواد المنصهرة كمبرد في مفاعلات مختلفة: الصوديوم ، والرصاص ، وسبائك الرصاص والبزموت ، وما إلى ذلك. إن استخدام المبردات المعدنية السائلة يجعل من الممكن تبسيط بنية غلاف قلب المفاعل (على عكس دائرة الماء ، لا يتجاوز الضغط في الدائرة المعدنية السائلة الغلاف الجوي) ، تخلص من معوض الضغط.

إذا كان من المستحيل استخدام كمية كبيرة من الماء لتكثيف البخار ، فبدلاً من استخدام خزان ، يمكن تبريد الماء في أبراج تبريد خاصة (أبراج تبريد) ، والتي ، نظرًا لحجمها ، تكون عادةً الجزء الأكثر وضوحًا من محطة للطاقة النووية.

وهكذا ، في محطة الطاقة النووية ، هناك ثلاثة تحولات متبادلة لأشكال الطاقة: يتم تحويل الطاقة النووية إلى طاقة حرارية ، والطاقة الحرارية - إلى طاقة ميكانيكية ، وميكانيكية - إلى طاقة كهربائية.

2 التصنيف

في دائرة أحادية الحلقة (الشكل 2 أ) ، يتم توليد البخار مباشرة في المفاعل ويدخل في التوربينات البخارية ، والتي يكون محورها متصلاً بعمود المولد. يتم تكثيف بخار العادم في التوربين في مكثف وإعادته إلى المفاعل بواسطة مضخة تغذية. وبالتالي ، في هذا المخطط ، يكون المبرد عبارة عن سائل عامل في نفس الوقت. تتمثل ميزة NPPs ذات الدائرة الواحدة في بساطتها وانخفاض تكلفة المعدات مقارنةً بمحطات الطاقة النووية المصممة وفقًا لمخططات أخرى ، والعيب هو النشاط الإشعاعي لسائل التبريد ، مما يضع متطلبات إضافية في تصميم وتشغيل محطات التوربينات البخارية NPPs.

أرز. 2 أ - دائرة واحدة ؛ ب - دائرة مزدوجة. в - ثلاث دوائر ؛ 1 - مفاعل 2 - التوربينات البخارية 3 - مولد كهربائي. 4 - مكثف 5 - مضخة تغذية ؛ 6 - مضخة الدورة الدموية ؛ 7 - معوض الحجم ؛ 8 - مولد البخار 9- مبادل حراري وسيط

في الرسم التخطيطي الحراري ثنائي الدائرة لمحطة الطاقة النووية (الشكل 2 ب) ، يتم فصل دارات المبرد عن سائل العمل. تسمى دائرة المبرد التي يتم ضخها عبر المفاعل والمولد البخاري بواسطة مضخة الدوران الأول أو المفاعل ، وتسمى دائرة سائل العمل الثانية. يتم إغلاق كلتا الدائرتين ، ويتم تبادل الحرارة بين المبرد والسائل العامل في مولد البخار. يعمل التوربين ، وهو جزء من الدائرة الثانية ، في غياب النشاط الإشعاعي ، مما يبسط تشغيله. في مفاعلات النيوترونات السريعة ، يتم استبعاد استخدام المواد التي تعمل على إبطاء النيوترونات ، وبالتالي ، لا يتم استخدام الماء كمبرد ، ولكن يتم استخدام الصوديوم المنصهر ، الذي يبطئ النيوترونات إلى حد ضئيل للغاية ، وله خصائص فيزيائية حرارية جيدة ، يضمن نقل الحرارة بكفاءة . عيوب الصوديوم كمبرد هي زيادة تفاعله الكيميائي مع الماء والبخار والنشاط المستحث الكبير عند تعريضه للإشعاع بالنيوترونات في المفاعل. لذلك ، من أجل استبعاد ملامسة الصوديوم المشع بالماء أو البخار ، يتم إنشاء دائرة وسيطة.

في مخططات NPP ثلاثية الدوائر (الشكل 2 ج) ، يتم ضخ المبرد المشع للدائرة الأولية (الصوديوم السائل) من خلال المفاعل والمبادل الحراري الوسيط ، حيث يعطي الحرارة إلى المبرد غير المشع الذي يتم ضخه عبر الوسيط مبادل حراري للدائرة - مولد بخار. يشبه كفاف سائل العمل مخطط NPP ثنائي الدائرة. الدائرة الثانية تستبعد التفاعل المحتمل للصوديوم المشع مع الماء عندما تظهر التسريبات في جدران التبادل الحراري لمولد البخار. يؤدي إدخال هذه الدائرة إلى زيادة إضافية في التكاليف الرأسمالية بنسبة 15 - 20٪ ، لكنه يزيد من موثوقية وسلامة المحطة.

3 محطات طاقة نووية بارزة

Balakovo NPP هي محطة للطاقة النووية تقع على بعد 8 كم من مدينة بالاكوفو ، منطقة ساراتوف ، على الضفة اليسرى لخزان ساراتوف. إنها أكبر محطة للطاقة النووية في روسيا من حيث توليد الكهرباء - أكثر من 30 مليار كيلوواط ساعة سنويًا ، والتي توفر ربع إنتاج الكهرباء في مقاطعة الفولغا الفيدرالية وتمثل خمس توليد جميع محطات الطاقة النووية في روسيا. وهي تحتل المرتبة 51 بين أكبر محطات الطاقة من جميع الأنواع في العالم. تم تضمين أول وحدة طاقة BalNPP في نظام الطاقة الموحد لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في ديسمبر 1985 ، وأصبحت الوحدة الرابعة في عام 1993 أول وحدة يتم تشغيلها في روسيا بعد انهيار الاتحاد السوفيتي.

Obninsk NPP هي محطة للطاقة النووية تقع في مدينة Obninsk ، منطقة Kaluga. إنها أول محطة طاقة نووية صناعية في العالم متصلة بشبكة طاقة واحدة. في الوقت الحاضر ، تم إيقاف تشغيل Obninsk NPP. تم إغلاق مفاعلها في 29 أبريل 2002 ، بعد أن عمل بنجاح لمدة 48 عامًا تقريبًا. كان سبب إغلاق المفاعل هو عدم الجدوى العلمية والتقنية لتشغيله الإضافي. Obninsk NPP هي أول محطة للطاقة النووية تغلق في روسيا.

تقع محطة الطاقة النووية Kashiwazaki-Kariva ، وهي أكبر محطة للطاقة النووية في العالم في الوقت نفسه ، في محافظة نيجاتا في اليابان ، بالقرب من مدينة كاشيوازاكي. بدأ بناء Kashiwazaki-Kariva في عام 1977 وتم تكليفه في عام 1985. NPP Kashiwazaki Kariva - يتضمن حاليًا سبعة مفاعلات. تبلغ القدرة الإجمالية لأكبر محطة للطاقة النووية في العالم واليابان ، Kashiwazaki-Kariva ، 8212 ميجاوات. هذه القدرة ، على سبيل المثال ، تقارب ضعف القدرة الإجمالية لمحطات الطاقة النووية في الهند ، والتي تحتل المرتبة السادسة في العالم من حيث عدد المفاعلات.

3. النتائج

1 المزايا

الميزة الرئيسية لمحطات الطاقة النووية هي الاستقلال العملي عن مصادر الوقود نظرًا لصغر حجم استخدامها. تكلفة نقل الوقود النووي ، على عكس الوقود التقليدي ، لا تكاد تذكر. في روسيا ، هذا مهم بشكل خاص في الجزء الأوروبي ، لأن توصيل الفحم من سيبيريا مكلف للغاية.

من المزايا الكبيرة لمحطة الطاقة النووية ملاءمتها البيئية النسبية. في TPPs ، يتراوح إجمالي الانبعاثات السنوية من المواد الضارة ، والتي تشمل ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكربون والهيدروكربونات والألدهيدات والرماد المتطاير ، من حوالي 13000 طن سنويًا عند حرق الغاز وما يصل إلى 165000 طن في TPPs للفحم المسحوق . مثل هذه الانبعاثات في محطات الطاقة النووية غائبة تماما.

تستهلك محطات الطاقة الحرارية بسعة 1000 ميغاواط 8 ملايين طن من الأكسجين سنويًا لأكسدة الوقود ، بينما لا تستهلك محطات الطاقة النووية الأكسجين على الإطلاق. بالإضافة إلى ذلك ، تعطي المحطة التي تعمل بالفحم انبعاثًا محددًا أكبر للمواد المشعة.

أيضًا ، تقوم بعض محطات الطاقة النووية بإزالة جزء من الحرارة للتدفئة وإمداد المدن بالمياه الساخنة ، مما يقلل من فقد الحرارة غير المنتج ، وهناك مشاريع قائمة وواعدة لاستخدام الحرارة "الزائدة" في مجمعات الطاقة والأحياء (تربية الأسماك والمحار زراعة وتدفئة الدفيئات وما إلى ذلك).

إن ميزة محطات الطاقة النووية في تكلفة الكهرباء المنتجة ملحوظة بشكل خاص خلال ما يسمى بأزمات الطاقة التي بدأت في أوائل السبعينيات. انخفاض أسعار النفط يقلل تلقائيا من القدرة التنافسية لمحطات الطاقة النووية.

3.2 العيوب

ومع ذلك ، على الرغم من النظافة البيئية النسبية ، فإن أي محطة طاقة نووية لها تأثير على البيئة من خلال ثلاث طرق:

· الانبعاثات الغازية (بما في ذلك المشعة) في الغلاف الجوي ؛

· انبعاث كميات كبيرة من الحرارة.

يتمثل الخطر الأكبر في احتمال وقوع حادث في محطة للطاقة النووية ، مما له عواقب وخيمة. نظرًا لأقوى إطلاق للحرارة ، يمكن أن يذوب قلب المفاعل ويمكن للمواد المشعة أن تدخل البيئة. إذا كان هناك ماء في المفاعل ، فعند حدوث مثل هذا الحادث سوف يتحلل إلى هيدروجين وأكسجين ، مما سيؤدي إلى انفجار غاز التفجير في المفاعل وتدمير خطير بدرجة كافية ليس فقط للمفاعل ، ولكن أيضًا للمفاعل بالكامل وحدة الطاقة مع التلوث الإشعاعي للمنطقة.

لحماية الناس والغلاف الجوي من الانبعاثات المشعة ، يتم اتخاذ تدابير خاصة في محطات الطاقة النووية:

تحسين موثوقية معدات NPP ،

ازدواجية النظم الضعيفة ،

متطلبات عالية لمؤهلات العاملين ،

· الحماية والحماية من المؤثرات الخارجية.

إحاطة محطة الطاقة النووية بمنطقة حماية صحية

3 هل لمحطة الطاقة النووية مستقبل؟

يعتقد الأكاديمي أناتولي أليكساندروف أن "الطاقة النووية على نطاق واسع ستكون أعظم نعمة للبشرية وستحل عددًا من المشكلات الحادة".

تعتبر الطرق البديلة لتوليد الطاقة من طاقة المد والجزر والرياح والشمس ومصادر الطاقة الحرارية الأرضية وما إلى ذلك حاليًا أدنى من إنتاجية الطاقة التقليدية. هذه الأنواع من إنتاج الطاقة لها تأثير سلبي على السياحة ، حيث تسبب بعض محطات توليد الطاقة في المد والجزر شكاوى من المتزلجين. بالإضافة إلى ذلك ، عند استخدام مجال الرياح في مجموعات ، تخلق توربينات الرياح اهتزازًا منخفض التردد يمكن أن تعاني منه الحيوانات.

حاليًا ، يتم تطوير مشاريع دولية من الجيل الجديد من المفاعلات النووية ، على سبيل المثال ، GT-MGR ، والتي تعد بتحسين الأمان وزيادة كفاءة محطات الطاقة النووية.

بدأت روسيا بناء أول محطة عائمة للطاقة النووية في العالم لحل مشكلة نقص الطاقة في المناطق الساحلية النائية في البلاد.

تعمل الولايات المتحدة الأمريكية واليابان على تطوير محطات طاقة نووية صغيرة بقدرة 10-20 ميغاواط لأغراض التدفئة وإمدادات الطاقة للصناعات الفردية والمجمعات السكنية ، وفي المستقبل ، المنازل الفردية. مع انخفاض قدرة المصنع ، يزداد حجم الإنتاج المتوقع. يتم إنشاء المفاعلات صغيرة الحجم (على سبيل المثال ، Hyperion NPP) باستخدام تقنيات آمنة تقلل بشكل كبير من احتمال تسرب المواد النووية.

هناك احتمال أكثر إثارة للاهتمام ، وإن كان بعيدًا نسبيًا ، وهو استخدام طاقة الاندماج النووي. مفاعلات الاندماج ، وفقًا للحسابات ، ستستهلك وقودًا أقل لكل وحدة طاقة ، والوقود نفسه (الديوتيريوم والليثيوم والهيليوم -3) ومنتجات تركيبها ليست مشعة ، وبالتالي فهي صديقة للبيئة.

حاليا ، بمشاركة روسيا والولايات المتحدة واليابان والاتحاد الأوروبي في جنوب فرنسا ، يجري بناء المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي ITER في Cadarache.

مفاعل محطة الطاقة النووية

فهرس

1. V. Ivanov "NPP Operation" ، كتاب مدرسي ، 1994 ؛

ت. مارجولوفا "محطات الطاقة النووية" ، كتاب دراسي ، الطبعة الخامسة ، 1994.

1 المقدمة ……………………………………………………. صفحة 1

2- الأسس الفيزيائية للطاقة النووية ..................... صفحة 2

3. نواة الذرة ……………………………………………………… الصفحة 4

4. النشاط الإشعاعي …………………………………………………. الصفحة 4

5. التفاعلات النووية ……………………………………………………… صفحة 4

6. انشطار النوى ………………………………………………… .. الصفحة 4

7. سلسلة التفاعلات النووية ………………………………… صفحة 5

8. أسس نظرية المفاعلات .......................................... الصفحة 5

9. مبادئ تنظيم طاقة المفاعل ......... صفحة 6

10. تصنيف المفاعلات ………………………………… صفحة 7

11. المخططات الهيكلية للمفاعلات .................. صفحة 9

13. هياكل معدات NPP ………………………… صفحة 14

14. رسم تخطيطي لثلاث دوائر NPP ……………………………………… صفحة 16

15 مبادلات حرارية NPP ……………………………………… صفحة 19

16.الآلات التوربينية NPP ………………………………………… صفحة 20

17. المعدات المساعدة لمحطة الطاقة النووية .............................. الصفحة. عشرين

18. ترتيب معدات NPP ……………………… .. صفحة 21

19. قضايا السلامة في NPP ……………… .. صفحة 21

20. Mobile NPPs …………………………………………………… 24

21. الأدب المستعمل ………………………………… .. صفحة 26

مقدمة.

حالة وآفاق تطوير الطاقة النووية.

يتطلب تطوير الصناعة والنقل والزراعة والمرافق زيادة مستمرة في إنتاج الكهرباء.

تتزايد الزيادة العالمية في استهلاك الطاقة كل عام.

على سبيل المثال: في عام 1952 كان 540 مليون طن في الوحدات التقليدية ، وفي عام 1980 كان بالفعل 3567 مليون طن. في ما يقرب من 28 عامًا ، زاد بأكثر من 6.6 مرة. وتجدر الإشارة إلى أن احتياطيات الوقود النووي أعلى بـ22 مرة من احتياطيات الوقود الأحفوري.

في مؤتمر الطاقة العالمي الخامس ، تم تقدير احتياطيات الوقود بالقيم التالية:

1. الوقود النووي ……………………… ..520-106

2. الفحم …………………………………………………. 55.5-106

3. النفط ………………………………………………………… ؛ 0.37-10 6

4. الغاز الطبيعي ………………………… .0،22-106

5. الصخر الزيتي .................. 0.89x106

6. القطران …………………………………… ..1،5х 10 6

7. الخث ……………………………………………. 0.37 × 10

المجموع 58.85 × 10 6

بالنظر إلى المستوى الحالي لاستهلاك الطاقة ، ستنتهي الاحتياطيات العالمية ، وفقًا لتقديرات مختلفة ، في غضون 100-400 عام.

وفقًا لتوقعات العلماء ، سيختلف استهلاك الطاقة بمعامل 7 في عام 1950 بحلول عام 2050. يمكن لمخزون الوقود النووي أن يلبي احتياجات الطاقة للسكان لفترة أطول بكثير.

على الرغم من الموارد الطبيعية الغنية لروسيا ، في الوقود الأحفوري ، وكذلك موارد الطاقة المائية للأنهار الكبيرة (1200 مليار كيلوواط ساعة) أو 137 مليون كيلوواط ساعة. اليوم ، أولى رئيس الدولة بالفعل اهتمامًا خاصًا لتطوير الطاقة النووية. بالنظر إلى أن الفحم والنفط والغاز والصخر الزيتي والجفت هي مواد خام قيمة لمختلف فروع الصناعة الكيميائية. يستخدم الفحم لإنتاج فحم الكوك لعلم المعادن. لذلك ، فإن المهمة هي الحفاظ على احتياطيات الوقود العضوي لبعض الصناعات. الممارسة العالمية تلتزم أيضًا بمثل هذه الاتجاهات.

بالنظر إلى أنه من المتوقع أن تكون تكلفة الطاقة المتلقاة في محطات الطاقة النووية أقل من تلك التي تعمل بالفحم وقريبة من تكلفة الطاقة في محطات الطاقة الكهرومائية ، تصبح الحاجة الملحة لزيادة بناء محطات الطاقة النووية واضحة. على الرغم من حقيقة أن محطات الطاقة النووية تحمل خطرًا متزايدًا (النشاط الإشعاعي في حالة وقوع حادث)

تعمل جميع الدول المتقدمة ، سواء في أوروبا أو أمريكا ، مؤخرًا بنشاط على بناء بنائها ، ناهيك عن استخدام الطاقة الذرية ، سواء في المعدات المدنية والعسكرية ، فهذه السفن تعمل بالطاقة النووية والغواصات وحاملات الطائرات.

في كلا الاتجاهين المدني والعسكري ، كانت النخيل وما زالت تنتمي إلى روسيا.

سيؤدي حل مشكلة التحويل المباشر لطاقة الانشطار النووي إلى طاقة كهربائية إلى تقليل تكلفة الكهرباء المولدة بشكل كبير.

الأسس المادية للطاقة النووية.

تتكون جميع المواد في الطبيعة من أصغر الجزيئات - جزيئات في حركة مستمرة. حرارة الجسم هي نتيجة حركة الجزيئات.

تتوافق حالة البقية الكاملة للجزيئات مع درجة حرارة الصفر المطلق.

تتكون جزيئات المادة من ذرات عنصر كيميائي واحد أو أكثر.

الجزيء هو أصغر جزء من مادة معينة. إذا قسمت جزيءًا من مادة معقدة إلى أجزائه المكونة ، تحصل على ذرات مواد أخرى.

الذرة هي أصغر جزء من عنصر كيميائي معين. لا يمكن أن تنقسم كيميائيًا إلى جسيمات أصغر ، على الرغم من أن الذرة لها أيضًا هيكلها الداخلي الخاص وتتكون من نواة موجبة الشحنة وقذيفة إلكترونية سالبة الشحنة.

يتراوح عدد الإلكترونات في الغلاف من مائة وواحد. يحتوي العدد الأخير من الإلكترونات على عنصر يسمى Mendelevium.

تم تسمية هذا العنصر باسم D.I. Mendeleev ، الذي اكتشف في عام 1869 القانون الدوري ، والذي بموجبه تعتمد الخواص الفيزيائية والكيميائية لجميع العناصر على الوزن الذري ، وبعد فترات معينة توجد عناصر لها نفس الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

نواة الذرة.

يتركز الجزء الأكبر من كتلته في نواة الذرة. إن كتلة غلاف الإلكترون ليست سوى جزء من نسبة مئوية من كتلة الذرة. النوى الذرية عبارة عن تكوينات معقدة تتكون من جسيمات أولية - بروتونات بشحنة كهربائية موجبة ، وجسيمات بدون شحنة كهربائية - نيوترونات.

الجسيمات المشحونة إيجابيا - البروتونات والجسيمات المحايدة كهربائيا - تسمى النيوترونات مجتمعة بالنيوكليونات. ترتبط البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة الذرة بما يسمى بالقوى النووية.

طاقة الارتباط للنواة هي كمية الطاقة المطلوبة لتقسيم النواة إلى نويات فردية. نظرًا لأن القوى النووية أعلى بملايين المرات من قوة الروابط الكيميائية ، فإن هذا يعني أن النواة هي مركب ، تتجاوز قوته بما لا يقاس قوة اتصال الذرات في الجزيء.

أثناء تخليق 1 كجم من الهيليوم من ذرة الهيدروجين ، يتم إطلاق كمية من الحرارة تعادل كمية الحرارة أثناء احتراق 16000 طن من الفحم ، بينما عند تقسيم 1 كجم من اليورانيوم ، يتم إطلاق كمية من الحرارة متساوية للحرارة المنبعثة أثناء احتراق 2700 طن من الفحم.

النشاط الإشعاعي.

النشاط الإشعاعي هو القدرة على التحويل التلقائي للنظائر غير المستقرة لعنصر كيميائي إلى نظائر لعنصر آخر ، مصحوبًا بانبعاث أشعة ألفا وبيتا وجاما.

يُطلق أحيانًا على تحول الجسيمات الأولية (النيوترونات والميزونات) أيضًا النشاط الإشعاعي.

التفاعلات النووية.

تسمى التفاعلات النووية تحولات النوى الذرية نتيجة تفاعلها مع الجسيمات الأولية ومع بعضها البعض.

في التفاعلات الكيميائية ، يحدث إعادة ترتيب للأغلفة الإلكترونية الخارجية للذرات ، وتقاس طاقة هذه التفاعلات بوحدة الإلكترون فولت.

في التفاعلات النووية ، تحدث إعادة هيكلة للنواة الذرية ، وفي كثير من الحالات تكون نتيجة إعادة الهيكلة هي تحويل عنصر كيميائي إلى عنصر آخر. تُقاس طاقة التفاعلات النووية بملايين الفولتات الإلكترونية.

انشطار النوى.

أتاح اكتشاف انشطار اليورانيوم وتأكيده التجريبي في عام 1930 رؤية الإمكانيات التي لا تنضب للتطبيق في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني ، بما في ذلك توليد الطاقة في بناء المنشآت النووية.

تفاعل نووي متسلسل.

التفاعل النووي المتسلسل هو تفاعل انشطار نوى ذرات العناصر الثقيلة تحت تأثير النيوترونات ، حيث يزداد عدد النيوترونات في كل فعل ، مما يؤدي إلى زيادة عملية الانشطار الذاتي.

تنتمي التفاعلات المتسلسلة النووية إلى فئة طاردة للحرارة ، أي مصحوبة بإطلاق الطاقة.

أسس نظرية المفاعلات.

مفاعل الطاقة النووية هو وحدة مصممة لتوليد الحرارة من الوقود النووي عن طريق تفاعل متسلسل متحكم فيه ذاتي الاستدامة ، انشطار ذرات هذا الوقود.

أثناء تشغيل المفاعل النووي ، من أجل استبعاد حدوث تفاعل متسلسل ، يتم استخدام الوسطاء لإخماد التفاعل بشكل مصطنع ، عن طريق إدخال عناصر الوسيط تلقائيًا في المفاعل. من أجل الحفاظ على قدرة المفاعل عند مستوى ثابت ، من الضروري ملاحظة حالة ثبات متوسط ​​معدل الانشطار النووي ، ما يسمى بعامل مضاعفة النيوترونات.

يتميز المفاعل النووي بالأبعاد الحرجة لللب ، حيث يكون عامل مضاعفة النيوترونات هو K = 1. نظرًا لتكوين المادة الانشطارية النووية والمواد الإنشائية والمهدئ والمبرد ، يتم اختيار الخيار الذي يكون فيه K = ∞ له قيمة قصوى.

عامل الضرب الفعال هو نسبة عدد إنتاج النيوترونات إلى عدد وفيات النيوترونات نتيجة الامتصاص والتسرب.

المفاعل الذي يستخدم عاكسًا يقلل من الأبعاد الحرجة للنواة ، ويسوي توزيع تدفق النيوترونات ويزيد من الطاقة المحددة للمفاعل ، المشار إليها في 1 كجم من الوقود النووي المحمّل في المفاعل. يتم حساب حجم اللب باستخدام طرق معقدة.

تتميز المفاعلات بالدورات وأنواع المفاعلات.

دورة الوقود أو دورة الوقود النووي هي مجموعة من التحولات المتتالية للوقود في المفاعل ، وكذلك في إعادة معالجة الوقود المشع بعد إزالته من المفاعل من أجل إطلاق وقود ثانوي ووقود أولي غير محترق.

تحدد دورة الوقود نوع المفاعل النووي: مفاعل - مسخن ؛

مفاعل التوليد مفاعلات على نيوترونات سريعة ومتوسطة وحرارية ، مفاعلات على أنواع وقود صلب وسائل وغازي ؛ المفاعلات المتجانسة والمفاعلات غير المتجانسة وغيرها.

مبادئ تنظيم طاقة المفاعل.

يجب أن يعمل مفاعل الطاقة بثبات عند مستويات طاقة مختلفة. يجب أن تحدث التغييرات في مستوى إطلاق الحرارة في المفاعل بسرعة ، ولكن بسلاسة ، دون قفزات تسريع الطاقة.

تم تصميم نظام التحكم للتعويض عن التغييرات في معامل K (التفاعلية) الناشئة عن التغييرات في الوضع ، بما في ذلك البدء والتوقف. لهذا ، أثناء التشغيل ، يتم إدخال قضبان الجرافيت في اللب كما هو مطلوب ، والتي تمتص المادة منها النيوترونات الحرارية بقوة. لتقليل أو زيادة الطاقة ، على التوالي ، يتم سحب أو إدخال القضبان المشار إليها ، وبالتالي تعديل المعامل K. تستخدم القضبان كلاً من التنظيم والتعويض ، وبشكل عام يمكن تسميتها بالتحكم أو الحماية.

تصنيف المفاعلات.

يمكن تصنيف المفاعلات النووية وفق معايير مختلفة:

1) عن طريق التعيين

2) بمستوى طاقة النيوترونات التي تسبب غالبية الانشطار النووي في الوقود ؛

3) حسب نوع الوسيط النيوتروني

4) حسب النوع وحالة تجميع المبرد ؛

5) على أساس استنساخ الوقود النووي ؛

6) على أساس مبدأ وضع الوقود النووي في الوسيط ،

7) حسب الحالة الإجمالية للوقود النووي.

تسمى المفاعلات المصممة لتوليد الطاقة الكهربائية أو الحرارية مفاعلات الطاقة ، وكذلك المفاعلات التكنولوجية وذات الغرض المزدوج.

وفقًا لمستوى الطاقة ، تنقسم المفاعلات إلى أجزاء: على النيوترونات الحرارية ، والنيوترونات السريعة ، والنيوترونات الوسيطة.

حسب نوع الوسيطات النيوترونية: ماء ، ماء ثقيل ، جرافيت ، عضوي ، بريليوم.

حسب نوع المبرد: ماء ، ماء ثقيل ، معدن سائل ، عضوي ، غاز.

بمبدأ استنساخ الوقود النووي:

مفاعلات النظائر الانشطارية النقية. مع تربية الوقود النووي (التجديدي) مع التكاثر الموسع (المفاعلات المولدة).

مبدأ الوقود النووي: غير متجانس ومتجانس

وفقًا لمبدأ حالة تجميع المواد الانشطارية:

في شكل مادة صلبة ، وغالبًا ما تكون في شكل سائل وغاز.

إذا قصرنا أنفسنا على الميزات الرئيسية ، فيمكن اقتراح نظام التعيين التالي لأنواع المفاعلات

1. مفاعل بالماء كمهدئ ومبرد على يورانيوم منخفض التخصيب (VVR-Uno) أو مفاعل ماء مضغوط (VVR).

2. مفاعل بالماء الثقيل كمهدئ والماء العادي كمبرد على اليورانيوم الطبيعي. التعيين: مفاعل الماء الثقيل على اليورانيوم الطبيعي (TVR-Up) أو مفاعل الماء الثقيل (TBR) عند استخدام الماء الثقيل وكذلك

المبرد سيكون (MTP)

3. المفاعل الذي يحتوي على الجرافيت كمهدئ والماء كمبرد يعتمد على اليورانيوم الرديء التخصيب سيطلق عليه اسم مفاعل الماء على الجدران على اليورانيوم الضعيف التخصيب (GVR-Uno) أو مفاعل الماء الغرافيتي (GVR)

4 - مفاعل مع جرافيت على شكل وسيط وغاز كمبرد على اليورانيوم الطبيعي (GGR-Up) أو مفاعل غازات الكتابة على الجدران (GGR)

5. يمكن تعيين مفاعل به ماء مغلي كمهدئ مبرد VVKR ، وهو نفس مفاعل الماء الثقيل - TTKR.

6. مفاعل مع الجرافيت كمهدئ والصوديوم كمبرد يمكن تسميته بـ LPR

7. المفاعل الذي يحتوي على وسيط عضوي ومبرد قد يكون مخصصًا للموارد التعليمية المفتوحة

الخصائص الأساسية لمفاعلات NPP

خصائص المفاعل	مع تشغيل المفاعلات	نيوترونات حرارية	المفاعلات السريعة
نوع المفاعل	VVER	RBMK	RBN
ناقل الحرارة	ماء	ماء	سائل نا ، ك ، ماء
الوسيط	ماء	الجرافيت	مفقود
نوع الوقود النووي	اليورانيوم ضعيف التخصيب	اليورانيوم ضعيف التخصيب	اليورانيوم العالي التخصيب أو البلوتونيوم 239
تخصيب الوقود النووي من حيث اليورانيوم 235 ،٪	3-4	2-3	90
عدد دوائر دوران المبرد	2	1	3
ضغط البخار أمام التوربينات ، MPa	4,0-6,0	6,0-6,5	6,0-6,5
	≈30%	30-33%	≈35%

الرسم التخطيطي الهيكلي للمفاعل.

الوحدات الهيكلية الرئيسية للمفاعل النووي غير المتجانس هي: وعاء ؛ جوهر يتكون من عناصر وقود ، وسيط ، ونظام تحكم وحماية ؛ عاكس للنيوترونات نظام إزالة الحرارة الحماية الحرارية؛ الحماية البيولوجية نظام تحميل وتفريغ الوقود. في المفاعلات المولدة توجد أيضًا منطقة تكاثر للوقود النووي بنظام إزالة الحرارة الخاص بها. في المفاعلات المتجانسة ، بدلاً من عناصر الوقود ، يوجد خزان به محلول ملحي أو معلق لمواد مبردة انشطارية.

النوع 1 (أ) - مفاعل يكون فيه الجرافيت وسيطًا وعاكسًا نيوترونيًا. كتل الجرافيت (المنشور متوازي السطوح مع القنوات الداخلية والموضوعة فيها عناصر وقود تشكل منطقة نشطة ، عادةً في شكل أسطوانة أو منشور متعدد الأوجه. تعمل القنوات في كتل الجرافيت على طول ارتفاع القلب بالكامل. يتم إدخال الأنابيب في هذه القنوات لاستيعاب عناصر الوقود. يتدفق المبرد بين عناصر الوقود وأنابيب التوجيه. ويمكن استخدام الماء أو المعدن السائل أو الغاز كمبرد. ويستخدم جزء من القنوات الأساسية لاستيعاب قضبان نظام التحكم والحماية. أ يقع عاكس النيوترون حول القلب ، أيضًا على شكل كومة من كتل الجرافيت. تمر عناصر الوقود من خلال البناء الأساسي وعبر البناء العاكس.

أثناء تشغيل المفاعل ، يتم تسخين الجرافيت إلى درجة حرارة يمكن أن يتأكسد عندها. لمنع الأكسدة ، يتم وضع حجر الجرافيت في غلاف فولاذي مغلق ومملوء بغاز محايد (النيتروجين والهيليوم). يمكن وضع قنوات عناصر الوقود رأسياً وأفقياً. خارج الغلاف الفولاذي ، يوجد درع بيولوجي - خرسانة خاصة. بين الغلاف والخرسانة ، يمكن توفير قناة تبريد خرسانية يتم من خلالها تدوير وسط تبريد (هواء ، ماء). في حالة استخدام الصوديوم كناقل للحرارة ، يتم تغطية كتل الجرافيت بغلاف واقي (على سبيل المثال ، الزركونيوم). لمنع تشريب الجرافيت بالصوديوم عند تسربه من دائرة الدوران. تستقبل المحركات التلقائية لقضبان التحكم النبضات من غرف التأين أو عدادات النيوترونات. في غرفة التأين المليئة بالغاز ، تتسبب الجسيمات المشحونة بسرعة في انخفاض الجهد بين الأقطاب التي يتم تطبيق فرق الجهد عليها. يتناسب انخفاض الجهد في دائرة القطب مع التغير في كثافة تدفق الجسيمات المؤينة للغاز. تمتص أسطح الإلكترود المطلية بالبورون لغرف التأين النيوترونات ، مما يتسبب في تأين تيار من جسيمات ألفا أيضًا. في مثل هذه الأجهزة ، تتناسب التغيرات في التيار في الدائرة مع التغير في كثافة تدفق النيوترونات. يتم تضخيم التيار الضعيف في دائرة غرفة التأين بواسطة مضخمات إلكترونية أو مضخمات أخرى. مع زيادة تدفق النيوترونات في المفاعل ، يزداد التيار في الدائرة ، ويزداد حجرة التأين ويخفض محرك سيرفو التحكم الأوتوماتيكي قضيب التحكم في القلب إلى العمق المناسب. عندما ينخفض ​​تدفق النيوترونات في المفاعل ، ينخفض ​​التيار في دائرة غرفة التأين ويؤدي محرك قضبان التحكم إلى رفعها تلقائيًا إلى الارتفاع المناسب.

عند تبريده بماء غير مغلي ، يكون لمفاعل الماء الجرافيت درجة حرارة ماء منخفضة نسبيًا ، مما يؤدي أيضًا إلى انخفاض المعلمات الأولية نسبيًا للبخار المتولد ، وبالتالي انخفاض كفاءة المصنع.

في حالة ارتفاع درجة حرارة البخار في قلب المفاعل ، يمكن زيادة كفاءة التركيب بشكل كبير. سيسمح استخدام الغاز أو المعادن السائلة للمفاعل وفقًا للمخطط 1 أيضًا بالحصول على معايير أعلى لتوليد البخار ، وبالتالي ، كفاءة أعلى للتركيب. تتطلب مفاعلات الجرافيتو المائية ، والمفاعلات المعدنية السائلة والسائلة استخدام اليورانيوم المخصب.

يوضح الشكل 1 مخططًا تخطيطيًا لـ RBMK NPP.

وحبس البلازما يساوي الوحدة على الأقل ؛ عرض الجدوى الفنية لمفاعل الاندماج ؛ إنشاء محطة للطاقة النووية الحرارية مظاهرة. ثانيًا. مستقبل الطاقة النووية في جمهورية بيلاروسيا. 2.1. جدوى تطوير الطاقة النووية. يعتمد قرار بناء محطة للطاقة النووية على عدة عوامل منها تكلفة توليد الكهرباء من محطة للطاقة النووية مقارنة بـ ...

بجوار الأقطاب الكهربائية ، يزداد التركيز ، وفي الوسط - ينخفض. كفاءة تحلية المياه العذبة بهذه الطريقة هي 30-50٪. الجزء التكنولوجي 1 خصائص الورشة الكيميائية الورشة الكيميائية هي وحدة هيكلية مستقلة لمحطة الطاقة النووية Novovoronezh (NV NPP). وبحسب مهامها ووظائفها فهي تنتمي إلى الورش الرئيسية للمحطة. ...

إلى جانب نواتج الانشطار طويلة العمر. محطات الطاقة النووية والقضايا البيئية الناشئة عن تشغيلها منذ أواخر الستينيات ، بدأت طفرة الطاقة النووية. في هذا الوقت ، نشأ وهمان مرتبطان بالطاقة النووية. يُعتقد أن مفاعلات الطاقة النووية آمنة بدرجة كافية ، وأن أنظمة المراقبة والتحكم والدروع الواقية والموظفين المدربين ستضمن لهم ...

وأيضًا حقيقة أن قوة المحركات الكهربائية مبالغ فيها بسبب تدهور ظروف البدء ، كما يؤدي اختيار الطاقة من الكتالوج إلى المبالغة في تقدير قوة المحركات الكهربائية. عند تصميم الجزء الكهربائي لمحطة الطاقة النووية ، يُنصح بتحديد الحمل المحسوب لـ TSN الرئيسي بجهد 6 كيلو فولت في شكل جدول (الجدول 4.1). يجب توزيع المستهلكين على أقسام ...

الطاقة هي واحدة من أكثر المشاكل العالمية للبشرية. تتطلب البنية التحتية المدنية والصناعة والقوات العسكرية كميات هائلة من الكهرباء ، ويتم تخصيص أطنان من المعادن سنويًا لتوليدها. المشكلة هي أن هذه الموارد ليست بلا حدود ، والآن ، في حين أن الوضع مستقر إلى حد ما ، تحتاج إلى التفكير في المستقبل. تم تعليق آمال كبيرة على كهرباء بديلة نظيفة ، ومع ذلك ، كما تظهر الممارسة ، فإن النتيجة النهائية بعيدة عن النتيجة المرجوة. تكاليف محطات الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح هائلة وكمية الطاقة ضئيلة. وهذا هو السبب في أن محطات الطاقة النووية تعتبر الآن الخيار الواعد لمزيد من التطوير.

تاريخ NPP

ظهرت الأفكار الأولى المتعلقة باستخدام الذرة لتوليد الكهرباء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في حوالي الأربعينيات من القرن العشرين ، أي قبل ما يقرب من 10 سنوات من إنشاء أسلحة الدمار الشامل الخاصة بهم على هذا الأساس. في عام 1948 ، تم تطوير مبدأ تشغيل محطة للطاقة النووية وفي نفس الوقت اتضح لأول مرة في العالم لتشغيل الأجهزة من الطاقة الذرية. في عام 1950 ، أكملت الولايات المتحدة بناء مفاعل نووي صغير ، والذي كان يمكن اعتباره في ذلك الوقت محطة الطاقة الوحيدة من هذا النوع على هذا الكوكب. صحيح أنها كانت تجريبية وأنتجت 800 واط فقط من الطاقة. في الوقت نفسه ، يتم وضع الأساس في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لأول محطة طاقة نووية كاملة في العالم ، على الرغم من أنه بعد بدء التشغيل ، ما زالت لا تنتج الكهرباء على نطاق صناعي. تم استخدام هذا المفاعل بشكل أكبر لصقل التكنولوجيا.

منذ تلك اللحظة ، بدأ البناء الضخم لمحطات الطاقة النووية في جميع أنحاء العالم. بالإضافة إلى القادة التقليديين في هذا "السباق" ، الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفيتي ، ظهرت المفاعلات الأولى في:

• 1956 - بريطانيا العظمى.
• 1959 - فرنسا.
• 1961 المانيا.
• 1962 - كندا.
• 1964 السويد.
• 1966 اليابان.

زاد عدد محطات الطاقة النووية التي يتم بناؤها باستمرار ، حتى وقوع كارثة تشيرنوبيل ، وبعد ذلك بدأ البناء بالتجميد وبدأت العديد من البلدان بالتدريج في التخلي عن الطاقة النووية. في الوقت الحالي ، تظهر محطات الطاقة الجديدة هذه بشكل رئيسي في روسيا والصين. بعض البلدان التي خططت في السابق للتحول إلى نوع آخر من الطاقة تعود تدريجياً إلى البرنامج وفي المستقبل القريب يمكن تحقيق قفزة أخرى في بناء محطات الطاقة النووية. هذه مرحلة إلزامية في تطور البشرية ، على الأقل حتى يتم العثور على خيارات أخرى فعالة لإنتاج الطاقة.

ميزات الطاقة النووية

الميزة الأكثر أهمية هي توليد كمية هائلة من الطاقة بأقل استهلاك للوقود وبدون تلوث فعليًا. يعتمد مبدأ تشغيل المفاعل النووي في محطة للطاقة النووية على محرك بخاري بسيط ويستخدم الماء كعنصر رئيسي (بدون احتساب الوقود نفسه) ، وبالتالي ، من وجهة نظر البيئة ، فإن الضرر ضئيل. إن الخطر المحتمل لهذا النوع من محطات الطاقة مبالغ فيه إلى حد كبير. لم يتم بعد تحديد أسباب كارثة تشيرنوبيل بشكل موثوق (المزيد حول هذا أدناه) ، وعلاوة على ذلك ، فإن جميع المعلومات التي تم جمعها أثناء التحقيق جعلت من الممكن تحديث المحطات الحالية ، باستثناء الخيارات غير المحتملة للانبعاثات الإشعاعية. يقول دعاة حماية البيئة أحيانًا أن مثل هذه المحطات مصدر قوي للتلوث الحراري ، لكن هذا أيضًا ليس صحيحًا تمامًا. في الواقع ، يدخل الماء الساخن من الدائرة الثانية إلى الخزانات ، ولكن غالبًا ما يتم استخدام إصداراتها الاصطناعية ، المصممة خصيصًا لهذا الغرض ، وفي حالات أخرى ، لا يمكن مقارنة حصة هذه الزيادة في درجة الحرارة بالتلوث من مصادر الطاقة الأخرى.

مشكلة الوقود

يلعب الوقود - اليورانيوم 235 - دورًا مهمًا في شعبية محطات الطاقة النووية. إنه مطلوب أقل بكثير من أي نوع آخر مع إطلاق ضخم متزامن للطاقة. يتضمن مبدأ تشغيل مفاعل محطة للطاقة النووية استخدام هذا الوقود في شكل "كريات" خاصة موضوعة في قضبان. في الواقع ، تكمن الصعوبة الوحيدة في هذه الحالة في إنشاء مثل هذا الشكل. ومع ذلك ، بدأت المعلومات تظهر مؤخرًا بأن الاحتياطيات العالمية الحالية لن تكون كافية أيضًا لفترة طويلة. ولكن تم توفير هذا بالفعل ل. تعمل أحدث المفاعلات ثلاثية الدوائر على اليورانيوم 238 ، والتي يوجد منها الكثير ، وستختفي مشكلة نقص الوقود لفترة طويلة.

مبدأ تشغيل محطة للطاقة النووية ذات دائرتين

كما ذكر أعلاه ، فهو يعتمد على محرك بخاري تقليدي. باختصار ، مبدأ تشغيل محطة الطاقة النووية هو تسخين المياه من الدائرة الأولية ، والتي بدورها تسخن الماء في الدائرة الثانوية إلى حالة البخار. يبرز في التوربين ، يدور الشفرات ، ونتيجة لذلك يولد المولد الكهرباء. يدخل البخار "الضائع" إلى المكثف ويتحول إلى ماء. وبالتالي ، يتم الحصول على دورة مغلقة عمليا. من الناحية النظرية ، يمكن أن يعمل كل هذا بشكل أسهل ، باستخدام دائرة واحدة فقط ، ولكن هذا بالفعل غير آمن حقًا ، نظرًا لأن الماء الموجود فيه ، من الناحية النظرية ، يمكن أن يكون ملوثًا ، والذي يتم استبعاده عند استخدام نظام قياسي لمعظم محطات الطاقة النووية ذات اثنين دورات المياه معزولة عن بعضها البعض.

مبدأ تشغيل محطة طاقة نووية ثلاثية الدوائر

هذه محطات طاقة أكثر حداثة تعمل باليورانيوم 238. تشكل احتياطياتها أكثر من 99 ٪ من جميع العناصر المشعة في العالم (ومن هنا تأتي الاحتمالات الهائلة للاستخدام). يتمثل مبدأ تشغيل وتصميم محطة للطاقة النووية من هذا النوع في وجود ما يصل إلى ثلاث دوائر والاستخدام النشط للصوديوم السائل. بشكل عام ، يبقى كل شيء كما هو ، ولكن مع الإضافات الطفيفة. في الدائرة الأولى ، يتم تسخينها مباشرة من المفاعل ، يدور هذا الصوديوم السائل عند درجة حرارة عالية. تسخن الدائرة الثانية من الأولى وتستخدم أيضًا نفس السائل ، ولكن ليس شديد السخونة. وعندها فقط ، في الدائرة الثالثة بالفعل ، يتم استخدام الماء ، الذي يسخن من الثانية إلى حالة البخار ويدور التوربين. تبين أن النظام أكثر تعقيدًا من الناحية التكنولوجية ، لكن مثل هذه المحطة النووية يجب أن تُبنى مرة واحدة فقط ، وبعد ذلك كل ما تبقى هو الاستمتاع بثمار العمل.

تشيرنوبيل

يعتقد أن مبدأ تشغيل محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية هو السبب الرئيسي للكارثة. رسميًا ، هناك نسختان لما حدث. نشأت المشكلة واحدة تلو الأخرى بسبب الأفعال الخاطئة لمشغلي المفاعل. وفقًا للثاني - بسبب التصميم غير الناجح لمحطة الطاقة. ومع ذلك ، تم استخدام مبدأ تشغيل محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في محطات أخرى من هذا النوع ، والتي تعمل بشكل صحيح حتى يومنا هذا. يُعتقد أن سلسلة من الحوادث قد وقعت ، يكاد يكون من المستحيل تكرارها. هذا زلزال صغير في تلك المنطقة ، تجربة مع مفاعل ، مشاكل بسيطة في الهيكل نفسه ، وما إلى ذلك. معًا ، تسبب هذا في الانفجار. ومع ذلك ، فإن السبب الذي تسبب في زيادة حادة في قوة المفاعل عندما لم يكن من المفترض أن يفعل ذلك لا يزال مجهولاً. حتى أنه كان هناك رأي حول تخريب محتمل ، لكن لم يكن من الممكن إثبات أي شيء حتى يومنا هذا.

فوكوشيما

هذا مثال آخر على كارثة عالمية تتعلق بمحطة طاقة نووية. وفي هذه الحالة أيضًا كان السبب سلسلة من الحوادث. كانت المحطة محمية بشكل موثوق به من الزلازل وأمواج المد ، وهي أمر شائع على الساحل الياباني. قليلون هم الذين تصوروا أن كلا الحدثين سيحدثان في نفس الوقت. افترض مبدأ تشغيل مولد فوكوشيما NPP استخدام مصادر الطاقة الخارجية للحفاظ على مجمع الأمان بأكمله في حالة تشغيل. هذا إجراء معقول ، حيث سيكون من الصعب الحصول على الطاقة من المصنع نفسه أثناء وقوع حادث. بسبب الزلزال والتسونامي ، كانت كل هذه المصادر معطلة ، مما أدى إلى ذوبان المفاعلات ووقعت كارثة. يتم الآن اتخاذ تدابير لإزالة الضرر. وفقًا للخبراء ، سيستغرق هذا 40 عامًا أخرى.

على الرغم من كل فعاليتها ، لا تزال الطاقة الذرية باهظة الثمن ، لأن مبادئ تشغيل المولد البخاري لمحطة الطاقة النووية ومكوناتها الأخرى تنطوي على تكاليف بناء ضخمة يجب تعويضها. الآن الكهرباء من الفحم والنفط لا تزال أرخص ، لكن هذه الموارد ستنفد في العقود القادمة ، وعلى مدى السنوات القليلة المقبلة ستكون الطاقة النووية أرخص من أي شيء آخر. في الوقت الحالي ، تكلف الكهرباء الصديقة للبيئة من مصادر الطاقة البديلة (محطات طاقة الرياح والطاقة الشمسية) حوالي 20 ضعفًا.

ويعتقد أن مبدأ تشغيل محطات الطاقة النووية لا يسمح ببناء مثل هذه المحطات بشكل سريع. هذا غير صحيح. يستغرق بناء مبنى متوسط ​​من هذا النوع حوالي 5 سنوات.

المحطات محمية بشكل جيد ليس فقط من الانبعاثات الإشعاعية المحتملة ، ولكن أيضًا من معظم العوامل الخارجية. على سبيل المثال ، إذا اختار الإرهابيون أي محطة للطاقة النووية بدلاً من البرجين التوأمين ، فسيكونون قادرين على إلحاق أضرار طفيفة فقط بالبنية التحتية المحيطة ، والتي لن تؤثر بأي شكل من الأشكال على تشغيل المفاعل.

النتائج

لا يختلف مبدأ تشغيل محطة للطاقة النووية عمليًا عن مبدأ تشغيل معظم محطات الطاقة التقليدية الأخرى. يتم استخدام طاقة البخار في كل مكان. تستخدم محطات الطاقة الكهرومائية ضغط المياه المتدفقة ، وحتى تلك النماذج التي تعمل بالطاقة من الشمس تستخدم أيضًا سائلًا يتم تسخينه حتى الغليان ويقوم بتدوير التوربينات. الاستثناء الوحيد لهذه القاعدة هو محطات طاقة الرياح ، حيث تدور الشفرات بسبب حركة الكتل الهوائية.