IT
USA
DE
FR
ES
SV
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
HU
Teknologisk utveckling genom åren har gjort det möjligt att förvärva kunskap om extraordinära fysiska principer, såsom upptäckten av röntgenstrålar som revolutionerade medicinen, Newtons arbete som gjorde det möjligt för Einstein att arbeta med relativitetsteorin, eller upptäckten av atomen som ledde till kärnklyvning.
Alla dessa prestationer har alltid delat vetenskapssamhällets uppfattning, som ansåg dessa upptäckter vara fantastiska men samtidigt potentiellt farliga.
Samhället under 2000-talet har i många år ifrågasatt en upptäckt som revolutionerade världen: vi pratar om kärnenergi!
Kärnenergi, eller atomenergi, är energi som erhålls från kärnreaktioner och radioaktivt sönderfall i form av kinetisk energi och används av många teknologier, såsom kärnkraftverk för att producera elektricitet. År 2020 stod kärnenergin för endast 10 % av den globala elproduktionen, även om den är en av de säkraste energikällorna när det gäller dödsfall per producerad energienhet. Varför har då allmänheten reservationer mot att använda denna teknik?
Låt oss tillsammans ta reda på hur ett kärnkraftverk fungerar och titta på varje steg i detalj.
Kärnkraftverk är enorma och mycket komplexa byggnader som används som kraftverk och producerar energi genom kärnklyvning.
Kärnklyvning är en reaktion där kärnan hos ett tungt element bryts ned och avger en stor mängd energi; reaktionen sker när kärnan hos ett tungt metalliskt element, såsom uran-235, bombarderas, dvs. träffas av en neutron som bryter upp kärnan och frigör tre nya neutroner och energi. En av dessa neutroner absorberas av en annan uran-238-kärna och går förlorad i balansen, en andra neutron kan fly från systemet, och den tredje neutronen träffar en annan uran-235-kärna, som bryts ned och frigör fler neutroner, som i sin tur träffar andra uran-235-kärnor och skapar en kedjereaktion.
Denna reaktion är kärnan i kärnreaktorn, som kontrollerat hanterar nedbrytningen av det tunga materialet.
Låt oss nu titta på hur ett kärnkraftverk är uppbyggt och hur det fungerar!
Anläggningen är huvudsakligen uppdelad i två delar: den första kallas kärnön, byggnaden som innehåller reaktorn, medan den andra kallas den konventionella ön, där den producerade kärnenergin hanteras och omvandlas till elektricitet.
Alla dessa prestationer har alltid delat vetenskapssamhällets uppfattning, som ansåg dessa upptäckter vara fantastiska men samtidigt potentiellt farliga.
Samhället under 2000-talet har i många år ifrågasatt en upptäckt som revolutionerade världen: vi pratar om kärnenergi!
Kärnenergi, eller atomenergi, är energi som erhålls från kärnreaktioner och radioaktivt sönderfall i form av kinetisk energi och används av många teknologier, såsom kärnkraftverk för att producera elektricitet. År 2020 stod kärnenergin för endast 10 % av den globala elproduktionen, även om den är en av de säkraste energikällorna när det gäller dödsfall per producerad energienhet. Varför har då allmänheten reservationer mot att använda denna teknik?
Låt oss tillsammans ta reda på hur ett kärnkraftverk fungerar och titta på varje steg i detalj.
Kärnkraftverk är enorma och mycket komplexa byggnader som används som kraftverk och producerar energi genom kärnklyvning.
Kärnklyvning är en reaktion där kärnan hos ett tungt element bryts ned och avger en stor mängd energi; reaktionen sker när kärnan hos ett tungt metalliskt element, såsom uran-235, bombarderas, dvs. träffas av en neutron som bryter upp kärnan och frigör tre nya neutroner och energi. En av dessa neutroner absorberas av en annan uran-238-kärna och går förlorad i balansen, en andra neutron kan fly från systemet, och den tredje neutronen träffar en annan uran-235-kärna, som bryts ned och frigör fler neutroner, som i sin tur träffar andra uran-235-kärnor och skapar en kedjereaktion.
Denna reaktion är kärnan i kärnreaktorn, som kontrollerat hanterar nedbrytningen av det tunga materialet.
Låt oss nu titta på hur ett kärnkraftverk är uppbyggt och hur det fungerar!
Anläggningen är huvudsakligen uppdelad i två delar: den första kallas kärnön, byggnaden som innehåller reaktorn, medan den andra kallas den konventionella ön, där den producerade kärnenergin hanteras och omvandlas till elektricitet.
Kärnön visar sig externt som ett stort betongblock för att isolera reaktorn placerad i anläggningens centrum. I reaktorn finns kärnan som består av fissilt material, vanligtvis en blandning av uran-238 och uran-235. En moderator, vanligtvis tungt vatten eller grafit, används för att bromsa de genererade neutronerna, vilket ökar sannolikheten för klyvning.
I reaktorn finns också metalliska kontrollstavar som används för att fånga överskottsneutroner och sätts in i kärnan för att moderera reaktionens kraft och vid behov stoppa processen vid en kritisk situation. Om reaktionen når den kritiska nivån, skulle den frigöra en enorm mängd energi som skulle smälta kärnan, förstöra de skyddande väggarna och sprida radioaktivt material i miljön. Fragmenten från reaktionen, som bromsas upp, genererar värme som fångas upp av en värmeöverföringsvätska som omger urankärnan; förenklat fungerar värmeöverföringsvätskan som varmvatten i ett värmesystem med radiatorer, där vattnet transporterar värmen som genereras av pannan till olika punkter i rummet. Den komprimerade värmeöverföringsvätskan som når kärnan har en temperatur på 290 °C och stiger till 320 °C vid ett tryck av 15 MPa för att inte koka.
Den uppvärmda vätskan passerar genom en ånggenerator, där mättad våt ånga produceras; i detta skede passerar den genom en fuktseparator som omvandlar den till mättad torr ånga och med hjälp av ett ledningssystem transporteras den till en ångturbin som ligger på den konventionella ön vid en slutlig temperatur på 290 °C och ett tryck på 5 MPa. En pressare används för att hålla trycket stabilt. Turbinen är en drivmaskin som använder ångans termiska energi och omvandlar den till mekaniskt arbete. Med den omvandlade energin driver turbinen en generator som används för att producera elektricitet; samma princip används i de vanligaste bränsleeldade kraftverken, såväl som i vattenkraftverk eller vindkraftparker.
Som vi har sett genererar hela processen stora mängder ånga som måste hanteras när den lämnar turbinen; genom kylning återgår ångan till flytande tillstånd och kan användas igen i processen. En kondensor placeras under turbinen för att kyla ångan, och tack vare ett kylmedel omvandlas den till vatten. Vattenmassan som kommer ut ur kondensorn har en mycket hög temperatur och kan inte släppas ut i det ursprungliga vattenmagasinet, eftersom det skulle skada ekosystemet; därför föredras det att bygga kärnkraftverk nära floder, sjöar eller havskuster, där stora vattenmassor gradvis kan sänka temperaturen på kondensorvattnet utan att orsaka skada. För kraftverk som byggs inåt landet behövs ett slutet kylsystem; det mest använda systemet är kylningstorn med naturlig eller tvångscirkulation, med hjälp av stora fläktar.
I reaktorn finns också metalliska kontrollstavar som används för att fånga överskottsneutroner och sätts in i kärnan för att moderera reaktionens kraft och vid behov stoppa processen vid en kritisk situation. Om reaktionen når den kritiska nivån, skulle den frigöra en enorm mängd energi som skulle smälta kärnan, förstöra de skyddande väggarna och sprida radioaktivt material i miljön. Fragmenten från reaktionen, som bromsas upp, genererar värme som fångas upp av en värmeöverföringsvätska som omger urankärnan; förenklat fungerar värmeöverföringsvätskan som varmvatten i ett värmesystem med radiatorer, där vattnet transporterar värmen som genereras av pannan till olika punkter i rummet. Den komprimerade värmeöverföringsvätskan som når kärnan har en temperatur på 290 °C och stiger till 320 °C vid ett tryck av 15 MPa för att inte koka.
Den uppvärmda vätskan passerar genom en ånggenerator, där mättad våt ånga produceras; i detta skede passerar den genom en fuktseparator som omvandlar den till mättad torr ånga och med hjälp av ett ledningssystem transporteras den till en ångturbin som ligger på den konventionella ön vid en slutlig temperatur på 290 °C och ett tryck på 5 MPa. En pressare används för att hålla trycket stabilt. Turbinen är en drivmaskin som använder ångans termiska energi och omvandlar den till mekaniskt arbete. Med den omvandlade energin driver turbinen en generator som används för att producera elektricitet; samma princip används i de vanligaste bränsleeldade kraftverken, såväl som i vattenkraftverk eller vindkraftparker.
Som vi har sett genererar hela processen stora mängder ånga som måste hanteras när den lämnar turbinen; genom kylning återgår ångan till flytande tillstånd och kan användas igen i processen. En kondensor placeras under turbinen för att kyla ångan, och tack vare ett kylmedel omvandlas den till vatten. Vattenmassan som kommer ut ur kondensorn har en mycket hög temperatur och kan inte släppas ut i det ursprungliga vattenmagasinet, eftersom det skulle skada ekosystemet; därför föredras det att bygga kärnkraftverk nära floder, sjöar eller havskuster, där stora vattenmassor gradvis kan sänka temperaturen på kondensorvattnet utan att orsaka skada. För kraftverk som byggs inåt landet behövs ett slutet kylsystem; det mest använda systemet är kylningstorn med naturlig eller tvångscirkulation, med hjälp av stora fläktar.