Como funciona uma usina nuclear (NPP)
Uma das formas de combater a poluição ambiental é mudar para fontes de eletricidade mais limpas. Essas fontes hoje incluem legitimamente usinas nucleares (NPP)… Só na Europa, graças às usinas nucleares, mais de meio bilhão de toneladas de dióxido de carbono NÃO são lançadas na atmosfera todos os anos, o que certamente se tornaria uma séria fonte de poluição se a energia fosse obtida pela queima de hidrocarbonetos.
Graças às usinas nucleares que operam 24 horas por dia, 7 dias por semana, muitas residências e empresas em todo o mundo são continuamente abastecidas com eletricidade. Além disso, as estações empregam muitos especialistas e são empregos bem pagos.
O que é uma usina nuclear? Vamos descobrir como funciona e como funciona.
As usinas nucleares (NPP) são um tipo usinas térmicas.
A fonte de energia térmica dessas estações é o processo de fissão nuclear dos átomos de urânio e plutônio, que são a principal fonte de combustível nuclear realizada em reatores nucleares.O refrigerante utilizado é água ou gases bombeados através dos canais do reator e geradores de vapor. O vapor resultante é alimentado para turbinas a vapor que acionam geradores, assim como em usinas termelétricas convencionais.
A primeira usina nuclear do mundo foi construída na URSS em 1954.
Qualquer usina nuclear é um complexo complexo de equipamentos, dispositivos e estruturas, cujo objetivo é gerar energia elétrica, e uma substância especial serve como combustível aqui - urânio-235… No processo de fissão dos núcleos de urânio-235, uma grande quantidade de energia nuclear é liberada, que é facilmente convertida em calor e calor em eletricidade.
chanceler nuclear — o coração de uma usina nuclear, pois é carregado com combustível nuclear e uma reação em cadeia de fissão controlada de urânio-235 ocorre dentro do reator. Os nêutrons agem nos núcleos instáveis de urânio-235, fazendo-os decair e liberar energia.
A conclusão é que no núcleo do isótopo urânio-235 usado no reator, três nêutrons não são suficientes para a estabilidade, portanto o núcleo desse elemento é muito instável e se divide facilmente em duas partes, vale um nêutron voando a uma certa velocidade, para atingi-lo.
Assim que tal nêutron entra em um núcleo instável, ele decai liberando energia, mas ao mesmo tempo 2-3 novos nêutrons voam para fora do núcleo já decaído, eles dividem outros núcleos, etc. — é assim que ocorre a reação em cadeia da fissão dos núcleos de urânio-235. E para evitar uma explosão, os nêutrons que atuam como um fusível devem ser controlados – não alimentando muitos nêutrons no combustível.
Em reatores nucleares equipados com usinas de energia em operação, a energia é gerada em elementos combustíveis (barras de combustível). No caso mais simples, um elemento combustível pode ser representado como uma haste (núcleo) contendo combustível nuclear (por exemplo, dióxido de urânio) e envolvido por um revestimento de materiais estruturais.
Durante a fissão dos núcleos de urânio, seus fragmentos voam em alta velocidade, mas praticamente não saem do núcleo, pois desaceleram dentro dele, transferindo sua energia para os átomos e aquecendo o núcleo.
O calor liberado no núcleo da célula a combustível é a energia que depois é convertida em eletricidade no complexo processo de sua conversão no sistema trocador de calor-turbina a vapor-gerador.
Os fragmentos de fissão que se movem no núcleo do elemento combustível "deslocam" os átomos, rompem a estrutura cristalina dos materiais dos quais são feitos e levam a uma mudança em suas propriedades físicas. Quanto mais tempo o elemento combustível funciona no reator, mais as propriedades do núcleo mudam, mais fragmentos radioativos se acumulam nele.
O combustível é introduzido na zona de trabalho do reator em tubos especiais, que são colocados em um moderador capaz de converter energia de nêutrons em calor. no retardador hastes de imersão feitas de material absorvente de nêutrons para controlar com muita precisão a velocidade da reação... Quanto mais alto as hastes são levantadas, mais nêutrons atuam no combustível, respectivamente, quanto mais baixo eles são abaixados no reator, menos intensamente a reação ocorre.
Esquema de operação de uma usina nuclear de reator de água pressurizada de circuito duplo (VVER)
Geograficamente, o reator está localizado na sala do reator do prédio principal da NPP, há também uma piscina de armazenamento de combustível nuclear, bem como uma máquina de carregamento. A área de trabalho onde a reação realmente ocorre é erguida em um poço de concreto especial equipado com Sistema de controle (para selecionar o modo de operação) e proteção, para que em caso de emergência a reação possa ser interrompida rapidamente.
O calor da zona de trabalho de um reator nuclear é removido usando um refrigerante líquido ou gasoso que passa diretamente pela zona de trabalho do reator. O calor acumulado pelo meio de aquecimento é então transferido para a água no gerador de vapor onde o vapor é gerado.
Vapor sob enorme pressão transmite sua energia mecânica gerador de turbinaque gera eletricidade que é então transmitida de linhas de energia (linhas de energia) — aos consumidores. A turbina junto com o gerador de vapor são instalados na sala da turbina, de onde a eletricidade é enviada por fios para o transformador e depois para a linha de energia.
No território da usina nuclear também existe um prédio onde o combustível irradiado é armazenado nas piscinas. E os grandes tubos em forma de torres, estreitados no topo, são torres de resfriamento - elementos de um sistema de resfriamento circulante que também inclui uma lagoa de resfriamento (reservatório natural ou artificial) e bacias de pulverização.
Aliás, os resíduos gerados após a reação são parcialmente reciclados, e o restante é armazenado em recipientes especiais que protegem o conteúdo de entrar no meio ambiente. Assim, hoje a energia nuclear é ecologicamente correta.E as próprias usinas nucleares não produzem emissões nocivas para a atmosfera, embora sejam bastante compactas e seguras.
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