IT
USA
DE
FR
ES
HU
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
LÁTOGASS EL YOUTUBE CSATORNÁNKRA
Biztonságosak-e az atomerőművek? Hogyan működnek és hogyan épülnek fel.
Biztonságosak-e az atomerőművek? Hogyan működnek és hogyan épülnek fel.
Az évek során a technológiai fejlődés lehetővé tette rendkívüli fizikai alapelvek ismeretének megszerzését, például a röntgensugarak felfedezését, amely forradalmasította az orvostudományt, Newton munkásságát, amely lehetővé tette Einstein számára a relativitáselmélet kidolgozását, vagy az atom felfedezését, amely a nukleáris hasadáshoz vezetett.
Mindezek a teljesítmények mindig megosztották a tudományos közösség véleményét, akik ezeket a felfedezéseket nagyszerűnek tartották, de bizonyos szempontból potenciálisan veszélyesnek is.
A 21. századi társadalom már évek óta kérdezi, hogy egy olyan felfedezés, amely forradalmasította a világot, miért biztonságos: a nukleáris energiáról beszélünk!
A nukleáris, vagyis atomenergia a nukleáris reakciókból és a radioaktív bomlásból nyert energia, amely mozgási energia formájában jelentkezik, és számos technológiában használatos, például az atomerőművekben az elektromos energia előállítására. 2020-ban a nukleáris energia csupán a világ elektromos energia termelésének 10%-át tette ki, bár a legbiztonságosabb energiaforrások közé tartozik az energiaegységre vetített halálozások tekintetében. Miért tart tehát a nyilvánosság e technológia használatától?
Fedezzük fel együtt, hogyan működik egy atomerőmű, és nézzük meg részletesen minden lépést.
Az atomerőművek hatalmas és nagyon összetett épületek, amelyeket erőműként használnak, és energiát termelnek nukleáris hasadással.
A nukleáris hasadás egy olyan reakció, amely során egy nehéz elem magja nagy mennyiségű energiát bocsát ki; a reakció akkor következik be, amikor egy nehézfém, például urán-235 magját neutron bombázza, azaz találja el, amely eltöri a magot, három új neutron és energia szabadul fel. E neutronszám közül egy másik urán-238 magja elnyeli és egyensúlyba kerül, egy másik neutron elhagyhatja a rendszert, a harmadik neutron egy másik urán-235 magot talál el, amely eltörik és újabb neutront bocsát ki, amelyek viszont más urán-235 magokat találnak el, így láncreakciót hozva létre.
Ez a reakció az atomreaktor alapja, amely kontrollált módon kezeli a nehéz anyag bomlását.
Nézzük meg, hogyan épül fel és hogyan működik egy atomerőmű!
Az üzem alapvetően két szigetre oszlik: az első a reaktort tartalmazó épület, amelyet nukleáris szigetnek neveznek, míg a másodikat hagyományos szigetnek nevezik, ahol a nyert nukleáris energiát elektromos energiává alakítják.
Mindezek a teljesítmények mindig megosztották a tudományos közösség véleményét, akik ezeket a felfedezéseket nagyszerűnek tartották, de bizonyos szempontból potenciálisan veszélyesnek is.
A 21. századi társadalom már évek óta kérdezi, hogy egy olyan felfedezés, amely forradalmasította a világot, miért biztonságos: a nukleáris energiáról beszélünk!
A nukleáris, vagyis atomenergia a nukleáris reakciókból és a radioaktív bomlásból nyert energia, amely mozgási energia formájában jelentkezik, és számos technológiában használatos, például az atomerőművekben az elektromos energia előállítására. 2020-ban a nukleáris energia csupán a világ elektromos energia termelésének 10%-át tette ki, bár a legbiztonságosabb energiaforrások közé tartozik az energiaegységre vetített halálozások tekintetében. Miért tart tehát a nyilvánosság e technológia használatától?
Fedezzük fel együtt, hogyan működik egy atomerőmű, és nézzük meg részletesen minden lépést.
Az atomerőművek hatalmas és nagyon összetett épületek, amelyeket erőműként használnak, és energiát termelnek nukleáris hasadással.
A nukleáris hasadás egy olyan reakció, amely során egy nehéz elem magja nagy mennyiségű energiát bocsát ki; a reakció akkor következik be, amikor egy nehézfém, például urán-235 magját neutron bombázza, azaz találja el, amely eltöri a magot, három új neutron és energia szabadul fel. E neutronszám közül egy másik urán-238 magja elnyeli és egyensúlyba kerül, egy másik neutron elhagyhatja a rendszert, a harmadik neutron egy másik urán-235 magot talál el, amely eltörik és újabb neutront bocsát ki, amelyek viszont más urán-235 magokat találnak el, így láncreakciót hozva létre.
Ez a reakció az atomreaktor alapja, amely kontrollált módon kezeli a nehéz anyag bomlását.
Nézzük meg, hogyan épül fel és hogyan működik egy atomerőmű!
Az üzem alapvetően két szigetre oszlik: az első a reaktort tartalmazó épület, amelyet nukleáris szigetnek neveznek, míg a másodikat hagyományos szigetnek nevezik, ahol a nyert nukleáris energiát elektromos energiává alakítják.
A nukleáris sziget kívülről nagy betonblokként jelenik meg, hogy elszigetelje a reaktort, amely az üzem központjában helyezkedik el. A reaktorban található a mag, amely hasadó anyagból áll, általában urán-238 és urán-235 keverékéből. A neutronok lassítására moderátort használnak, általában nehézvizet vagy grafitot, így növelve a hasadás valószínűségét.
A reaktorban fém kontrollrudak is találhatók, amelyek a felesleges neutronok befogására szolgálnak, és a magba helyezhetők a reakció energiájának mérséklésére, és szükség esetén a folyamat megállítására kritikus helyzetben. Ha a reakció elérné a kritikus szintet, hatalmas mennyiségű energiát bocsátana ki, amely a mag összeolvadását okozná, és a tartószerkezet falai elpusztulnának, radioaktív anyagot szórva a környezetbe. A reakciót lassító törmelék hőt termel, amelyet az uránmagot körülvevő hőhordozó folyadék fog meg; egyszerűen fogalmazva, a hőhordozó folyadék úgy működik, mint a radiátoros fűtőrendszer meleg vize, amely a kazán által termelt hőt a helyiség különböző pontjaira szállítja. Az uránmaghoz érkező kompressziós hőhordozó folyadék 290 °C, és 320 °C-ra emelkedik 15 MPa nyomáson, hogy ne forrjon fel.
A felforrósított folyadék áthalad egy gőzgenerátoron, amely telített nedves gőzt állít elő; ebben a fázisban áthalad egy nedvességleválasztón, amely telített száraz gőzzé alakítja, és egy csővezeték segítségével eljuttatják a hagyományos szigeten található gőzturbinába 290 °C végső hőmérsékleten és 5 MPa nyomáson. A nyomás stabilizálására nyomásstabilizátort használnak. A turbina egy meghajtógép, amely a gőz hőenergiáját mechanikai munkává alakítja. A turbina az átalakított energia felhasználásával meghajtja a generátort, amelyet elektromos energia előállítására használnak; ugyanez az elv érvényesül a leggyakoribb üzemanyag-erőművekben, valamint a vízerőművekben vagy szélerőművekben.
Mint láthattuk, a teljes folyamat nagy mennyiségű gőzt termel, amelyet kezelni kell, miután elhagyja a turbinát; a hűtés során a gőz visszatér folyékony állapotba, és újra felhasználható a folyamatban. A gőz hűtésére a turbinák alatt kondenzátort helyeznek el, és a hűtőfolyadék segítségével vízzé alakul. A kondenzátorból kilépő víztömeg nagyon magas hőmérsékletű, és nem bocsátható vissza az eredeti víztározóba, mert károsítaná az ökoszisztémát; ezért előnyösebb atomerőműveket építeni folyók, tavak vagy tengerpartok közelében, ahol a nagy vízmennyiségek fokozatosan csökkenthetik a kondenzátor vízhőmérsékletét, károsodás nélkül. Az olyan erőművek számára, amelyek belső területen épülnek, zárt hűtőkört kell alkalmazni; a leggyakrabban használt rendszer a természetes vagy kényszerkeringésű hűtőtornyok, hatalmas ventilátorok segítségével.
A reaktorban fém kontrollrudak is találhatók, amelyek a felesleges neutronok befogására szolgálnak, és a magba helyezhetők a reakció energiájának mérséklésére, és szükség esetén a folyamat megállítására kritikus helyzetben. Ha a reakció elérné a kritikus szintet, hatalmas mennyiségű energiát bocsátana ki, amely a mag összeolvadását okozná, és a tartószerkezet falai elpusztulnának, radioaktív anyagot szórva a környezetbe. A reakciót lassító törmelék hőt termel, amelyet az uránmagot körülvevő hőhordozó folyadék fog meg; egyszerűen fogalmazva, a hőhordozó folyadék úgy működik, mint a radiátoros fűtőrendszer meleg vize, amely a kazán által termelt hőt a helyiség különböző pontjaira szállítja. Az uránmaghoz érkező kompressziós hőhordozó folyadék 290 °C, és 320 °C-ra emelkedik 15 MPa nyomáson, hogy ne forrjon fel.
A felforrósított folyadék áthalad egy gőzgenerátoron, amely telített nedves gőzt állít elő; ebben a fázisban áthalad egy nedvességleválasztón, amely telített száraz gőzzé alakítja, és egy csővezeték segítségével eljuttatják a hagyományos szigeten található gőzturbinába 290 °C végső hőmérsékleten és 5 MPa nyomáson. A nyomás stabilizálására nyomásstabilizátort használnak. A turbina egy meghajtógép, amely a gőz hőenergiáját mechanikai munkává alakítja. A turbina az átalakított energia felhasználásával meghajtja a generátort, amelyet elektromos energia előállítására használnak; ugyanez az elv érvényesül a leggyakoribb üzemanyag-erőművekben, valamint a vízerőművekben vagy szélerőművekben.
Mint láthattuk, a teljes folyamat nagy mennyiségű gőzt termel, amelyet kezelni kell, miután elhagyja a turbinát; a hűtés során a gőz visszatér folyékony állapotba, és újra felhasználható a folyamatban. A gőz hűtésére a turbinák alatt kondenzátort helyeznek el, és a hűtőfolyadék segítségével vízzé alakul. A kondenzátorból kilépő víztömeg nagyon magas hőmérsékletű, és nem bocsátható vissza az eredeti víztározóba, mert károsítaná az ökoszisztémát; ezért előnyösebb atomerőműveket építeni folyók, tavak vagy tengerpartok közelében, ahol a nagy vízmennyiségek fokozatosan csökkenthetik a kondenzátor vízhőmérsékletét, károsodás nélkül. Az olyan erőművek számára, amelyek belső területen épülnek, zárt hűtőkört kell alkalmazni; a leggyakrabban használt rendszer a természetes vagy kényszerkeringésű hűtőtornyok, hatalmas ventilátorok segítségével.