NPP: principio di funzionamento, caratteristiche, storia e fatti interessanti

Uno dei problemi più globali dell'umanità è l'energia. Infrastrutture civili, industria, forze armate: tutto ciò richiede un'enorme quantità di elettricità e per la sua produzione viene assegnata una massa di risorse minerarie ogni anno. Il problema è che queste risorse non sono infinite e ora, mentre la situazione è più o meno stabile, è necessario pensare al futuro. Grandi speranze sono state riposte su un'alternativa, elettricità pulita, ma, come dimostra la pratica, il risultato finale è tutt'altro che desiderato. I costi dell'energia solare o eolica sono enormi e la quantità di energia è minima. Ed è per questo ora centrali nucleari considerata l'opzione più promettente per ulteriori sviluppi.

Cronologia NPP

Le prime idee sull'uso dell'atomo per generare elettricità apparvero nell'URSS intorno agli anni '40 del XX secolo, quasi 10 anni prima della sua creazione armi di distruzione di massa su questa base. Nel 1948 fu sviluppato il principio di funzionamento delle centrali nucleari e allo stesso tempo si rivelò per la prima volta al mondo l'alimentazione dei dispositivi dall'energia nucleare. Nel 1950, gli Stati Uniti completarono la costruzione di un piccolo reattore nucleare, che a quel tempo poteva essere considerato l'unica centrale elettrica su questo tipo di pianeta. È vero, era sperimentale e forniva solo 800 watt di potenza. Allo stesso tempo, l'URSS ha gettato le basi per la prima vera centrale nucleare mondiale, anche se, dopo essere stata commissionata, non ha ancora prodotto energia elettrica su scala industriale. Questo reattore è stato utilizzato più per affinare la tecnologia.

Da quel momento iniziò la massiccia costruzione di centrali nucleari in tutto il mondo. Oltre ai leader tradizionali di questa "razza", gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica, i primi reattori apparvero in:

• 1956 - Gran Bretagna.
• 1959 - Francia.
• 1961 - Germania.
• 1962 - Canada.
• 1964 - Svezia.
• 1966 - Giappone.

Il numero di centrali nucleari in costruzione era in costante aumento, fino al disastro di Chernobyl, dopo di che la costruzione iniziò a congelare e gradualmente molti paesi iniziarono ad abbandonare l'energia nucleare. Al momento, tali nuove centrali elettriche appaiono principalmente in Russia e Cina. Alcuni paesi che in precedenza avevano programmato di passare a un altro tipo di energia stanno gradualmente tornando al programma, e nel prossimo futuro è possibile un altro salto nella costruzione di centrali nucleari. Questa è una fase obbligatoria dello sviluppo umano, almeno fino a quando non verranno trovate altre efficaci opzioni di produzione di energia.

Caratteristiche dell'energia nucleare

Il vantaggio principale è lo sviluppo di un'enorme quantità di energia con un consumo minimo di carburante praticamente senza inquinamento. Il principio di funzionamento di una centrale nucleare in una centrale nucleare si basa su un semplice motore a vapore e utilizza l'acqua come elemento principale (senza contare il carburante stesso), pertanto, dal punto di vista ambientale, il danno è minimo. Il potenziale pericolo di centrali elettriche di questo tipo è molto esagerato. Le cause della catastrofe a Chernobyl non sono ancora state stabilite in modo attendibile (maggiori informazioni qui sotto) e inoltre tutte le informazioni raccolte durante l'inchiesta hanno consentito la modernizzazione delle stazioni esistenti, escludendo anche le improbabili opzioni di emissione di radiazioni. Gli ambientalisti a volte affermano che tali stazioni sono una potente fonte di inquinamento termico, ma anche questo non è del tutto vero. Infatti, l'acqua calda proveniente dal secondo circuito entra nei serbatoi, ma le loro varianti artificiali create appositamente per questo sono più spesso utilizzate, mentre in altri casi la proporzione di questo aumento di temperatura non può essere paragonata all'inquinamento da altre fonti di energia.

Problema di carburante

Non l'ultimo ruolo nella popolarità delle centrali nucleari è giocato dal carburante: l'uranio 235. Richiede molto meno di qualsiasi altra specie con un enorme rilascio simultaneo di energia. Il principio di funzionamento di un reattore di una centrale nucleare implica l'uso di questo combustibile sotto forma di speciali "compresse" poste in barre. In effetti, l'unica difficoltà in questo caso è creare solo una tale forma. Tuttavia, ultimamente, le informazioni hanno cominciato a sembrare che le attuali riserve mondiali non dureranno a lungo. Ma è già fornito. I nuovi reattori a tre circuiti funzionano sull'uranio-238, di cui ce ne sono molti, e il problema della mancanza di carburante scomparirà a lungo.

Il principio di funzionamento di un NPP a due circuiti

Come accennato in precedenza, si basa sul solito motore a vapore. In breve, il principio di funzionamento delle centrali nucleari è quello di riscaldare l'acqua dal circuito primario, che a sua volta riscalda l'acqua del circuito secondario allo stato di vapore. Appare alla turbina, facendo ruotare le pale, a causa della quale il generatore produce elettricità. Il vapore "rifiuti" entra nel condensatore e ritorna in acqua. Quindi risulta quasi a circuito chiuso. In teoria, tutto ciò potrebbe funzionare ancora più facilmente, utilizzando un solo circuito, ma è già molto pericoloso, poiché l'acqua in esso può in teoria essere esposta alla contaminazione, che viene esclusa quando si utilizza uno standard di sistema per la maggior parte delle NPP con due cicli d'acqua isolati l'uno dall'altro.

Il principio di funzionamento di una NPP a tre circuiti

Queste sono già centrali elettriche più moderne che operano su uranium-238. Le sue riserve rappresentano oltre il 99% di tutte elementi radioattivi nel mondo (quindi le grandi prospettive per l'uso). Il principio di funzionamento e la progettazione di centrali nucleari di questo tipo è già in presenza di ben tre circuiti e l'uso attivo di sodio liquido. In generale, tutto rimane più o meno lo stesso, ma con piccole aggiunte. Nel circuito primario, riscaldando direttamente dal reattore, questo liquido di sodio circola ad alta temperatura. Il secondo cerchio si riscalda dal primo e utilizza anche lo stesso liquido, ma non così caldo. E solo allora, già nel terzo circuito, viene utilizzata l'acqua, che si riscalda dal secondo allo stato di vapore e ruota la turbina. Il sistema risulta essere tecnologicamente più sofisticato, ma è necessario costruire una tale NPP solo una volta, e quindi si godranno i frutti del lavoro.

Chernobyl

Si ritiene che il principio della centrale nucleare di Chernobyl sia diventato la causa principale del disastro. Ufficialmente, ci sono due versioni di ciò che è successo. Un problema è sorto a causa delle azioni sbagliate degli operatori del reattore. Il secondo è dovuto alla mancata progettazione della centrale elettrica. Tuttavia, il principio di funzionamento della centrale nucleare di Chernobyl è stato utilizzato in altre stazioni di questo tipo, che funzionano ancora oggi. C'è un'opinione secondo cui si è verificata una catena di incidenti, che è quasi impossibile ripetere. Questo e un piccolo terremoto nell'area, conducendo un esperimento con il reattore, problemi minori della struttura stessa e così via. Insieme, questa è stata la causa dell'esplosione. Tuttavia, la ragione che ha causato un forte aumento della potenza del reattore quando non avrebbe dovuto farlo è ancora sconosciuta. C'era persino un'opinione su un possibile sabotaggio, ma non è stato possibile dimostrare nulla fino ad oggi.

Fukushima

Questo è un altro esempio di una catastrofe globale che coinvolge una centrale nucleare. E in questo caso, la ragione era la catena di incidenti. La stazione è stata protetta in modo affidabile da terremoti e tsunami, che non sono rari sulla costa giapponese. Pochi avrebbero potuto immaginare che entrambi questi eventi si sarebbero verificati simultaneamente. Il principio di funzionamento del generatore La centrale nucleare di Fukushima ha assunto l'uso di fonti di energia esterne per mantenere la sicurezza dell'intero complesso. Questa è una misura ragionevole, dal momento che sarebbe difficile ricevere energia dalla stazione stessa durante l'incidente. A causa del terremoto e dello tsunami, tutte queste fonti hanno fallito, causando la fusione dei reattori e una catastrofe. Ora vengono prese misure per eliminare il danno. Secondo gli esperti, ci vorranno circa 40 anni.

Fatti interessanti

Nonostante tutta la sua efficienza, l'energia nucleare rimane ancora piuttosto costosa, perché i principi di funzionamento del generatore nucleare della centrale nucleare e dei suoi altri componenti implicano enormi costi di costruzione che devono essere recuperati. Ora l'elettricità da carbone e petrolio è ancora più economica, ma queste risorse si esauriranno nei prossimi decenni e nei prossimi anni l'energia atomica sarà più economica di qualsiasi altra cosa. Al momento, l'elettricità pulita da fonti energetiche alternative (energia eolica e solare) costa circa 20 volte di più.

Si ritiene che il principio di funzionamento delle centrali nucleari non consenta di costruire rapidamente tali stazioni. Questo non è vero. La costruzione di un oggetto medio di questo tipo richiede circa 5 anni.

Le stazioni sono ben protette non solo dalle potenziali emissioni di radiazioni, ma anche dalla maggior parte dei fattori esterni. Per esempio, se i terroristi avessero scelto una qualsiasi centrale nucleare al posto delle torri gemelle, avrebbero potuto fare solo un danno minimo all'infrastruttura circostante, il che non avrebbe influito sul funzionamento del reattore.

risultati

Il principio di funzionamento delle centrali nucleari non è praticamente diverso dai principi di funzionamento della maggior parte delle altre centrali elettriche tradizionali. Ovunque l'energia è usata a vapore. Le centrali idroelettriche sfruttano la pressione dell'acqua corrente e anche i modelli che funzionano a energia solare utilizzano anche il riscaldamento liquido alle turbine di rotazione e di rotazione. L'unica eccezione a questa regola sono le stazioni del vento, in cui le pale ruotano a causa del movimento delle masse d'aria.