PNP: del pasado al presente
Una planta de energía nuclear es una empresa que es una combinación de equipos e instalaciones para la generación de energía eléctrica. La especificidad de esta instalación radica en el método de obtención de calor. La temperatura requerida para generar electricidad surge en el proceso de la descomposición de los átomos.
El papel del combustible para las centrales nucleares se realiza con mayor frecuencia por uranio con un número de masa de 235 (235U). Precisamente porque este elemento radiactivo es capaz de soportar una reacción en cadena nuclear, se usa en plantas de energía nuclear y también se usa en armas nucleares.
Países con mayor número de centrales nucleares.
En la actualidad, hay 192 centrales nucleares en funcionamiento en 31 países del mundo, que utilizan 451 reactores de potencia nuclear con una capacidad total de 394 GW. La gran mayoría de las centrales nucleares están ubicadas en Europa, América del Norte, el Lejano Oriente de Asia y el territorio de la antigua URSS, mientras que en África casi no hay ninguna, y en Australia y Oceanía no hay ninguna. Otros 41 reactores no producían electricidad de 1,5 a 20 años, y 40 de ellos están en Japón.
En los últimos 10 años, se han encargado 47 unidades de energía en el mundo, casi todas están ubicadas en Asia (26 en China) o en Europa del Este. Dos tercios de los reactores actualmente en construcción se encuentran en China, India y Rusia. China está implementando el programa más ambicioso para la construcción de nuevas centrales nucleares, aproximadamente una docena más de países en todo el mundo están construyendo centrales nucleares o están desarrollando proyectos para su construcción.
Además de los Estados Unidos, la lista de los países más avanzados en el campo de la energía nuclear incluye:
- Francia
- Japon
- Rusia
- Corea del sur
En 2007, Rusia comenzó a construir la primera central nuclear flotante del mundo, lo que le permitió resolver el problema de la escasez de energía en las zonas costeras remotas del país.[12]. La construcción enfrentó retrasos. Según diversas estimaciones, la primera central nuclear flotante funcionará en 2018-2019.
Varios países, incluidos los Estados Unidos, Japón, Corea del Sur, Rusia y Argentina, están desarrollando centrales eléctricas mini-nucleares con una capacidad de aproximadamente 10-20 MW para el suministro de calor y energía de industrias individuales, complejos residenciales y, en el futuro, casas individuales. Se supone que los reactores de tamaño pequeño (ver, por ejemplo, Hyperion NPP) se pueden crear utilizando tecnologías seguras que reducen repetidamente la posibilidad de fugas de materia nuclear.[13]. La construcción de un reactor CAREM25 de tamaño pequeño está en marcha en Argentina. La primera experiencia de usar mini centrales nucleares fue obtenida por la URSS (Bilibino NPP).
El principio de funcionamiento de las centrales nucleares.
El principio de funcionamiento de una planta de energía nuclear se basa en el funcionamiento de un reactor nuclear (a veces llamado atómico), un diseño a granel especial en el que la división de átomos se produce con la liberación de energía.
Hay diferentes tipos de reactores nucleares:
- El PHWR (también conocido como "reactor de agua pesada presurizada") se usa principalmente en Canadá y en ciudades de la India. Se basa en agua, cuya fórmula es D2O. Realiza la función de refrigerante y moderador de neutrones. La eficiencia se acerca al 29%;
- VVER (reactor de potencia refrigerado por agua). En la actualidad, los WWER solo funcionan en el CIS, en particular, en el modelo VVER-100. El reactor tiene una eficiencia del 33%;
- GCR, AGR (agua de grafito). El líquido contenido en dicho reactor actúa como refrigerante. En este diseño, el moderador de neutrones es grafito, de ahí el nombre. La eficiencia es de alrededor del 40%.
De acuerdo con el principio del dispositivo, los reactores también se dividen en:
- PWR (reactor de agua a presión): está diseñado para que el agua a una cierta presión ralentice la reacción y suministre calor;
- BWR (diseñado de tal manera que el vapor y el agua están en la parte principal del dispositivo sin un circuito de agua);
- RBMK (reactor de canal que tiene una capacidad particularmente grande);
- BN (el sistema funciona debido al rápido intercambio de neutrones).
La estructura y estructura de una central nuclear. ¿Cómo funciona una central nuclear?
Una central nuclear típica consiste en bloques, dentro de los cuales se colocan varios dispositivos técnicos. El más importante de estas unidades es el complejo con una sala de reactores, que garantiza la operatividad de toda la central nuclear. Se compone de los siguientes dispositivos:
- reactor
- Cuenca (se almacena en su combustible nuclear);
- máquinas de carga de combustible;
- Sala de control (panel de control en bloques, con la ayuda de los operadores pueden observar el proceso de fisión nuclear).
A este edificio le sigue una sala. Está equipado con generadores de vapor y es la turbina principal. Inmediatamente detrás de ellos están los condensadores, así como las líneas de transmisión de electricidad que se extienden más allá de los límites del territorio.
Entre otras cosas, hay una unidad con piscinas para combustible gastado y unidades especiales diseñadas para enfriamiento (se llaman torres de enfriamiento). Además, se utilizan piscinas de aspersión y reservorios naturales para el enfriamiento.
El principio de funcionamiento de las centrales nucleares.
En todas las centrales nucleares sin excepción, hay 3 etapas de conversión de energía eléctrica:
- nuclear con la transición al calor;
- Térmica, convirtiéndose en mecánica;
- Mecánica, convertida a eléctrica.
El uranio abandona los neutrones, lo que resulta en la liberación de calor en grandes cantidades. El agua caliente del reactor se bombea a través de las bombas a través de un generador de vapor, donde emite algo de calor, y vuelve al reactor nuevamente. Dado que esta agua está a alta presión, permanece en estado líquido (en los reactores VVER modernos, aproximadamente 160 atmósferas a una temperatura de ~ 330 ° C).[7]). En el generador de vapor, este calor se transfiere al agua del circuito secundario, que está bajo una presión mucho más baja (la mitad de la presión del circuito primario y menos), por lo tanto, hierve. El vapor resultante ingresa a la turbina de vapor, que hace girar el generador, y luego al condensador, donde el vapor se enfría, se condensa y nuevamente ingresa al generador de vapor. El condensador se enfría con agua de una fuente externa de agua abierta (por ejemplo, un estanque de enfriamiento).
Tanto el primer circuito como el segundo están cerrados, lo que reduce la probabilidad de fugas de radiación. Las dimensiones de las estructuras del circuito primario se minimizan, lo que también reduce los riesgos de radiación. La turbina de vapor y el condensador no interactúan con el agua del circuito primario, lo que facilita las reparaciones y reduce la cantidad de residuos radiactivos durante el desmantelamiento de la estación.
Mecanismos de protección de la central nuclear.
Todas las plantas de energía nuclear están necesariamente equipadas con sistemas de seguridad integrados, por ejemplo:
- localización: limite la propagación de sustancias nocivas en caso de accidente que provoque una emisión de radiación;
- proporcionar - sirve una cierta cantidad de energía para el funcionamiento estable de los sistemas;
- gerentes: sirven para garantizar que todos los sistemas de protección funcionen normalmente.
Además, el reactor puede estrellarse en una emergencia. En este caso, la protección automática interrumpirá las reacciones en cadena si la temperatura en el reactor continúa aumentando. Esta medida requerirá posteriormente un trabajo de restauración serio para que el reactor vuelva a funcionar.
Después de que ocurrió el peligroso accidente en la central nuclear de Chernobyl, cuya causa resultó ser un diseño imperfecto del reactor, comenzaron a prestar más atención a las medidas de protección y también realizaron trabajos de diseño para garantizar una mayor confiabilidad de los reactores.
La catástrofe del siglo XXI y sus consecuencias.
En marzo de 2011, el noreste de Japón se vio afectado por un terremoto que causó un tsunami, que eventualmente dañó 4 de los 6 reactores de la planta de energía nuclear Fukushima-1.
Menos de dos años después de la tragedia, la cifra oficial de muertos en el accidente superó los 1.500, mientras que 20.000 aún no se contabilizan, y otros 300.000 residentes se vieron obligados a abandonar sus hogares.
Hubo víctimas que no pudieron abandonar la escena debido a la gran dosis de radiación. Se organizó una evacuación inmediata para ellos, con una duración de 2 días.
Sin embargo, cada año mejoran los métodos de prevención de accidentes en las centrales nucleares, así como la neutralización de las situaciones de emergencia: la ciencia avanza constantemente. Sin embargo, el futuro se convertirá claramente en el apogeo de las formas alternativas de generar electricidad, en particular, es lógico esperar la aparición de células solares orbitales de tamaño gigante en los próximos 10 años, lo que es bastante factible en condiciones de ingravidez, así como otras tecnologías, incluidas las revolucionarias tecnologías energéticas.
