IT
USA
DE
FR
ES
SK
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SV
HU
Technologický vývoj počas rokov umožnil získať vedomosti o mimoriadnych fyzikálnych princípoch, ako je objav röntgenových lúčov, ktoré priniesli revolúciu v medicíne, Newtonova práca, ktorá umožnila Einsteinovi pracovať na teórii relativity, alebo objav atómu, ktorý viedol k jadrovému štiepeniu.
Všetky tieto úspechy vždy rozdelili názor vedeckej komunity, ktorá tieto objavy považovala za nádherné, ale zároveň potenciálne nebezpečné.
Spoločnosť 21. storočia sa už mnoho rokov pýta na objav, ktorý zmenil svet: hovoríme o jadrovej energii!
Jadrová alebo atómová energia je energia získaná z jadrových reakcií a rádioaktívneho rozpadu vo forme kinetickej energie a využíva ju množstvo technológií, ako sú jadrové elektrárne na výrobu elektriny. V roku 2020 jadrová energia tvorila iba 10 % svetovej produkcie elektriny, hoci patrí medzi najbezpečnejšie zdroje energie z hľadiska úmrtí na jednotku vyrobenej energie. Prečo má teda verejnosť výhrady voči používaniu tejto technológie?
Poďme spoločne zistiť, ako funguje jadrová elektráreň, a pozrime sa na jednotlivé kroky podrobne.
Jadrové elektrárne sú obrovské a veľmi zložité stavby, ktoré slúžia ako elektrárne a vyrábajú energiu pomocou jadrového štiepenia.
Jadrové štiepenie je reakcia, pri ktorej jadro ťažkého prvku sa rozpadá uvoľňujúc veľké množstvo energie; reakcia nastáva, keď je jadro ťažkého kovu, ako je urán-235, bombardované, t. j. zasiahnuté neutrónom, ktorý rozštiepi jadro a uvoľní tri nové neutróny a energiu. Jeden z týchto neutrónov je absorbovaný iným jadrom uránu-238 a stráca sa v bilancii, druhý neutrón môže uniknúť zo systému a tretí neutrón zasiahne iné jadro uránu-235, ktoré sa rozpadá a uvoľňuje ďalšie neutróny, ktoré zasiahnu ďalšie jadrá uránu-235 a vytvárajú tak reťazovú reakciu.
Táto reakcia je základom jadrového reaktora, ktorý kontrolovaným spôsobom riadi rozpad ťažkého materiálu.
Teraz sa pozrime, ako je jadrová elektráreň postavená a ako funguje!
Zariadenie je rozdelené hlavne na dve časti: prvá sa nazýva jadrový ostrov, budova obsahujúca reaktor, zatiaľ čo druhá sa nazýva konvenčný ostrov, kde sa získaná jadrová energia spracováva a premieňa na elektrickú energiu.
Všetky tieto úspechy vždy rozdelili názor vedeckej komunity, ktorá tieto objavy považovala za nádherné, ale zároveň potenciálne nebezpečné.
Spoločnosť 21. storočia sa už mnoho rokov pýta na objav, ktorý zmenil svet: hovoríme o jadrovej energii!
Jadrová alebo atómová energia je energia získaná z jadrových reakcií a rádioaktívneho rozpadu vo forme kinetickej energie a využíva ju množstvo technológií, ako sú jadrové elektrárne na výrobu elektriny. V roku 2020 jadrová energia tvorila iba 10 % svetovej produkcie elektriny, hoci patrí medzi najbezpečnejšie zdroje energie z hľadiska úmrtí na jednotku vyrobenej energie. Prečo má teda verejnosť výhrady voči používaniu tejto technológie?
Poďme spoločne zistiť, ako funguje jadrová elektráreň, a pozrime sa na jednotlivé kroky podrobne.
Jadrové elektrárne sú obrovské a veľmi zložité stavby, ktoré slúžia ako elektrárne a vyrábajú energiu pomocou jadrového štiepenia.
Jadrové štiepenie je reakcia, pri ktorej jadro ťažkého prvku sa rozpadá uvoľňujúc veľké množstvo energie; reakcia nastáva, keď je jadro ťažkého kovu, ako je urán-235, bombardované, t. j. zasiahnuté neutrónom, ktorý rozštiepi jadro a uvoľní tri nové neutróny a energiu. Jeden z týchto neutrónov je absorbovaný iným jadrom uránu-238 a stráca sa v bilancii, druhý neutrón môže uniknúť zo systému a tretí neutrón zasiahne iné jadro uránu-235, ktoré sa rozpadá a uvoľňuje ďalšie neutróny, ktoré zasiahnu ďalšie jadrá uránu-235 a vytvárajú tak reťazovú reakciu.
Táto reakcia je základom jadrového reaktora, ktorý kontrolovaným spôsobom riadi rozpad ťažkého materiálu.
Teraz sa pozrime, ako je jadrová elektráreň postavená a ako funguje!
Zariadenie je rozdelené hlavne na dve časti: prvá sa nazýva jadrový ostrov, budova obsahujúca reaktor, zatiaľ čo druhá sa nazýva konvenčný ostrov, kde sa získaná jadrová energia spracováva a premieňa na elektrickú energiu.
Externé jadrové ostrovčeky sa prezentujú ako veľký betónový blok na izoláciu reaktora umiestneného v strede zariadenia. V reaktore sa nachádza jadro alebo jadro zložené z štiepneho materiálu, zvyčajne zmesi uránu-238 a uránu-235. Na spomalenie generovaných neutrónov sa používa moderátor, zvyčajne ťažká voda alebo grafit, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť štiepenia.
V reaktore sú prítomné aj kovové regulačné tyče, ktoré sa používajú na zachytávanie prebytočných neutrónov a zasúvajú sa do jadra na reguláciu výkonu reakcie a v prípade potreby na zastavenie procesu v prípade kritickosti. Ak by reakcia dosiahla kritickú úroveň, uvoľnilo by sa obrovské množstvo energie, čo by spôsobilo roztavenie jadra, zničenie stien kontajnera a uvoľnenie rádioaktívneho materiálu do prostredia. Fragmenty reakcie pri spomaľovaní vytvárajú teplo, ktoré je zachytávané kvapalinou na prenos tepla obklopujúcou jadro uránu; jednoducho povedané, kvapalina na prenos tepla funguje ako horúca voda v vykurovacom systéme s radiátormi, kde voda prenáša teplo vytvorené kotlom do rôznych častí miestnosti. Stlačená kvapalina na prenos tepla prichádzajúca k jadru má teplotu 290 °C a dosahuje 320 °C pri tlaku 15 MPa, aby nedochádzalo k vareniu.
Zohriata kvapalina prechádza cez parný generátor, v ktorom sa vytvára nasýtená vlhká para; v tomto momente prechádza cez separátor vlhkosti, ktorý ju premieňa na suchú nasýtenú paru, a pomocou systému vedení sa transportuje do parnej turbíny umiestnenej na konvenčnom ostrovčeku pri konečnej teplote 290 °C a tlaku 5 MPa. Na udržanie stabilného tlaku sa používa pressurizátor. Turbína je hnací stroj, ktorý využíva tepelnú energiu pary a premieňa ju na mechanickú prácu. Pomocou premenenej energie poháňa turbína alternátor, ktorý sa používa na výrobu elektrickej energie; rovnaký princíp sa používa v najbežnejších elektrárňach na fosílne palivá, ako aj v hydroelektrárňach alebo veterných parkoch.
Ako sme videli, celý proces vytvára veľké množstvá pary, ktoré je potrebné spracovať po opustení turbíny; ochladzovaním sa para mení na kvapalný stav a môže byť opätovne použitá v procese. Na chladenie pary je pod turbínou umiestnený kondenzátor a vďaka chladivu sa premieňa na vodu. Hmota vody, ktorá vychádza z kondenzátora, má veľmi vysokú teplotu a nemôže byť vypustená späť do pôvodného povodia, pretože by poškodila ekosystém; preto je výhodné stavať jadrové elektrárne v blízkosti riek, jazier alebo mora, kde veľké objemy vody môžu postupne znížiť teplotu vody z kondenzátora bez toho, aby spôsobili škody. Pre elektrárne postavené vo vnútrozemí je potrebný uzavretý chladiaci okruh; najčastejšie používaný systém sú chladiace veže s prirodzenou alebo nútenou cirkuláciou, s pomocou veľkých ventilátorov.
V reaktore sú prítomné aj kovové regulačné tyče, ktoré sa používajú na zachytávanie prebytočných neutrónov a zasúvajú sa do jadra na reguláciu výkonu reakcie a v prípade potreby na zastavenie procesu v prípade kritickosti. Ak by reakcia dosiahla kritickú úroveň, uvoľnilo by sa obrovské množstvo energie, čo by spôsobilo roztavenie jadra, zničenie stien kontajnera a uvoľnenie rádioaktívneho materiálu do prostredia. Fragmenty reakcie pri spomaľovaní vytvárajú teplo, ktoré je zachytávané kvapalinou na prenos tepla obklopujúcou jadro uránu; jednoducho povedané, kvapalina na prenos tepla funguje ako horúca voda v vykurovacom systéme s radiátormi, kde voda prenáša teplo vytvorené kotlom do rôznych častí miestnosti. Stlačená kvapalina na prenos tepla prichádzajúca k jadru má teplotu 290 °C a dosahuje 320 °C pri tlaku 15 MPa, aby nedochádzalo k vareniu.
Zohriata kvapalina prechádza cez parný generátor, v ktorom sa vytvára nasýtená vlhká para; v tomto momente prechádza cez separátor vlhkosti, ktorý ju premieňa na suchú nasýtenú paru, a pomocou systému vedení sa transportuje do parnej turbíny umiestnenej na konvenčnom ostrovčeku pri konečnej teplote 290 °C a tlaku 5 MPa. Na udržanie stabilného tlaku sa používa pressurizátor. Turbína je hnací stroj, ktorý využíva tepelnú energiu pary a premieňa ju na mechanickú prácu. Pomocou premenenej energie poháňa turbína alternátor, ktorý sa používa na výrobu elektrickej energie; rovnaký princíp sa používa v najbežnejších elektrárňach na fosílne palivá, ako aj v hydroelektrárňach alebo veterných parkoch.
Ako sme videli, celý proces vytvára veľké množstvá pary, ktoré je potrebné spracovať po opustení turbíny; ochladzovaním sa para mení na kvapalný stav a môže byť opätovne použitá v procese. Na chladenie pary je pod turbínou umiestnený kondenzátor a vďaka chladivu sa premieňa na vodu. Hmota vody, ktorá vychádza z kondenzátora, má veľmi vysokú teplotu a nemôže byť vypustená späť do pôvodného povodia, pretože by poškodila ekosystém; preto je výhodné stavať jadrové elektrárne v blízkosti riek, jazier alebo mora, kde veľké objemy vody môžu postupne znížiť teplotu vody z kondenzátora bez toho, aby spôsobili škody. Pre elektrárne postavené vo vnútrozemí je potrebný uzavretý chladiaci okruh; najčastejšie používaný systém sú chladiace veže s prirodzenou alebo nútenou cirkuláciou, s pomocou veľkých ventilátorov.