Mitambo ya nyuklia. Mitambo ya nyuklia ya Ukraine. Mitambo ya nyuklia nchini Urusi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Mahitaji ya kisasa ya nishati ya wanadamu yanaongezeka kwa kasi kubwa. Matumizi yake kwa miji ya taa, kwa mahitaji ya viwanda na mengine ya uchumi wa taifa yanaongezeka. Ipasavyo, soti zaidi na zaidi kutoka kwa kuchoma makaa ya mawe na mafuta ya mafuta hutolewa angani, na athari ya chafu huongezeka. Aidha, kumekuwa na gumzo zaidi katika miaka ya hivi karibuni kuhusu kuanzishwa kwa magari yanayotumia umeme, jambo ambalo pia litachangia ongezeko la matumizi ya umeme.

Kwa bahati mbaya, HPPs ambazo ni rafiki wa mazingira haziwezi kukidhi mahitaji makubwa kama haya, na ongezeko zaidi la idadi ya mitambo ya nishati ya joto na mitambo ya nishati ya joto haipendekezi. Nini cha kufanya katika kesi hii? Na hakuna mengi ya kuchagua kutoka: mitambo ya nyuklia, ikiwa itaendeshwa ipasavyo, ni njia bora ya kutoka kwa msukosuko wa nishati.

Licha ya yaliyotokea Chernobyl, hataKwa kuzingatia kushindwa kwa hivi karibuni kwa Wajapani, wanasayansi kote ulimwenguni wanatambua kwamba atomi ya amani ndiyo suluhisho pekee kwa shida ya nishati inayokaribia leo. Vyanzo vya nishati mbadala vinavyotangazwa sana havitoi hata sehemu mia moja ya kiasi cha umeme ambacho ulimwengu unahitaji kila siku.

Mbali na hilo, hata mlipuko wa kinu cha nyuklia huko Chernobyl haukusababisha hata mia moja ya uharibifu wa mazingira, ambao unajulikana hata kwa janga moja kwenye jukwaa la mafuta. Tukio la BP ni uthibitisho wa wazi wa hili.

Kanuni ya utendakazi wa kinu cha nyuklia

Chanzo cha joto ni vipengele vya mafuta - TVEL. Kwa kweli, hizi ni mirija iliyotengenezwa na aloi ya zirconium, ambayo inakabiliwa kidogo na kuzorota hata katika ukanda wa fission hai ya atomi. Ndani huwekwa vidonge vya dioksidi ya urani au nafaka za aloi ya uranium na molybdenum. Ndani ya kinu, mirija hii hukusanywa katika mikusanyiko, ambayo kila moja ina vipengele 18 vya mafuta.

Kwa jumla, kunaweza kuwa na takriban makusanyiko elfu mbili, na yanawekwa kwenye chaneli ndani ya uashi wa grafiti. Joto iliyotolewa hukusanywa kwa njia ya baridi, na katika mitambo ya kisasa ya nyuklia kuna nyaya mbili za mzunguko. Katika pili yao, maji hayaingiliani na msingi wa reactor kwa njia yoyote, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa usalama wa muundo kwa ujumla. Reactor yenyewe iko kwenye shimoni, na capsule maalum huundwa kwa uashi wa grafiti kutoka kwa aloi sawa ya zirconium (30 mm nene).

Muundo mzima unategemea msingi mkubwa sana wa saruji ya nguvu ya juu, ambayo bwawa liko chini yake. Inatumika kupoza nyukliamafuta katika tukio la ajali.

Kanuni ya operesheni ni rahisi: vipengele vya mafuta huwashwa, joto kutoka kwao huhamishiwa kwenye baridi ya msingi (sodiamu kioevu, deuterium), baada ya hapo nishati huhamishiwa kwenye mzunguko wa pili, ndani ambayo maji huzunguka chini ya maji. shinikizo kubwa. Mara moja huchemka, na mvuke huzunguka turbine za jenereta. Baada ya hayo, mvuke huingia kwenye vifaa vya kufupisha, tena hugeuka kuwa hali ya kioevu, baada ya hapo inatumwa tena kwa mzunguko wa pili.

Historia ya Uumbaji

Katika nusu ya pili ya miaka ya 1940, kila juhudi ilifanywa katika USSR kuunda miradi inayohusisha matumizi ya amani ya nishati ya atomiki. Mwanataaluma mashuhuri Kurchatov, akizungumza katika mkutano wa kawaida wa Kamati Kuu ya CPSU, alitoa pendekezo la kutumia nishati ya atomiki kuzalisha umeme, ambayo nchi hiyo, ikipata nafuu kutokana na vita vya kutisha, ilikuwa ikihitaji sana.

Mnamo 1950, ujenzi wa mtambo wa nyuklia ulianza (wa kwanza ulimwenguni, kwa njia), ambao uliwekwa katika kijiji cha Obninskoye, katika mkoa wa Kaluga. Miaka minne baadaye, kituo hiki, ambacho kilikuwa na uwezo wa MW 5, kilizinduliwa kwa ufanisi. Upekee wa tukio hilo pia unatokana na ukweli kwamba nchi yetu ikawa nchi ya kwanza duniani iliyoweza kutumia vyema atomi kwa madhumuni ya amani pekee.

Endelea na kazi

Tayari mnamo 1958, kazi ilianza katika muundo wa NPP ya Siberia. Uwezo wa kubuni uliongezeka mara moja kwa mara 20, kiasi cha MW 100. Lakini upekee wa hali hiyo sio hata katika hili. Wakati kituo kinakabidhiwa, marejesho yake yalikuwa 600 MW. Wanasayansi katika michache tumiaka imeweza kuboresha mradi sana, na hivi majuzi utendaji kama huo ulionekana kutowezekana kabisa.

Hata hivyo, vinu vya nyuklia katika eneo la Muungano basi vilikua vibaya zaidi kuliko uyoga. Kwa hivyo, miaka michache baada ya kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Siberia, mmea wa nyuklia wa Beloyarsk ulizinduliwa. Hivi karibuni kituo kilijengwa huko Voronezh. Mnamo 1976, kinu cha nguvu za nyuklia cha Kursk kilianza kufanya kazi, vinu vyake vilisasishwa kwa umakini mnamo 2004.

Kwa ujumla, mitambo ya nyuklia ilijengwa kwa njia iliyopangwa katika kipindi chote cha baada ya vita. Ni maafa ya Chernobyl pekee yanayoweza kupunguza kasi ya mchakato huu.

Jinsi mambo yalivyokuwa nje ya nchi

Isichukuliwe kuwa maendeleo kama haya yalitekelezwa katika nchi yetu pekee. Waingereza walijua vizuri jinsi mitambo ya nyuklia inaweza kuwa muhimu, na kwa hivyo ilifanya kazi kikamilifu katika mwelekeo huu. Kwa hiyo, tayari mwaka wa 1952, walizindua mradi wao wenyewe wa kuendeleza na kujenga mitambo ya nyuklia. Miaka minne baadaye, mji wa Calder Hall ukawa jiji la kwanza la nyuklia la Kiingereza na mtambo wake wa 46 MW. Mnamo 1955, kiwanda cha nguvu za nyuklia kiliwekwa rasmi katika jiji la Amerika la Shippingport. Nguvu yake ilikuwa sawa na 60 MW. Tangu wakati huo, vinu vya nishati ya nyuklia vimeanza maandamano yao ya ushindi kote ulimwenguni.

Vitisho kwa chembe ya amani

Furaha ya kwanza kutokana na kudhibiti atomi ilibadilishwa hivi karibuni na wasiwasi na woga. Kwa kweli, kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Chernobyl kilikuwa janga kubwa zaidi, lakini kulikuwa na mmea wa Mayak, ajali na vinu vya nyuklia kwenye manowari za nyuklia, na pia matukio mengine, ambayo mengi ambayo hatutawahi kujua. Madhara ya ajali hiziiliwalazimu watu kufikiria juu ya kuinua kiwango cha utamaduni katika matumizi ya nishati ya atomiki. Kwa kuongezea, ubinadamu kwa mara nyingine tena uligundua kwamba hawakuweza kupinga nguvu za asili za asili.

Wanaangazi wengi wa sayansi ya dunia wamekuwa wakijadili kwa muda mrefu jinsi ya kufanya mitambo ya nyuklia kuwa salama zaidi. Huko Moscow mnamo 1989, mkutano wa ulimwengu uliitishwa, kulingana na matokeo ya mkutano huo, mahitimisho yalifikiwa kuhusu hitaji la kudhibiti kwa kiasi kikubwa udhibiti wa nishati ya nyuklia.

Leo, jumuiya za kimataifa zinafuatilia kwa karibu jinsi mikataba hii yote inavyozingatiwa. Hata hivyo, hakuna kiasi cha uchunguzi na udhibiti unaweza kuokoa kutoka kwa majanga ya asili au ujinga wa banal. Hii ilithibitishwa tena na ajali ya Fukushima-1, kama matokeo ambayo mamia ya mamilioni ya tani za maji yenye mionzi yamemwagika kwenye Bahari ya Pasifiki. Kwa ujumla, Japani, ambayo kinu cha nguvu za nyuklia ndio njia pekee ya kutoa mahitaji makubwa ya viwanda na idadi ya watu na umeme, haijaachana na mpango wa ujenzi wa kinu cha nyuklia.

Ainisho

Vinu vyote vya kuzalisha nishati ya nyuklia vinaweza kuainishwa kulingana na aina ya nishati inayozalishwa, na pia kulingana na muundo wa kinu chake. Kiwango cha usalama, aina ya ujenzi, pamoja na vigezo vingine muhimu pia huzingatiwa.

Hivi ndivyo zinavyoainishwa kulingana na aina ya nishati inayozalishwa:

• Mitambo ya nyuklia. Nishati pekee wanayozalisha ni umeme.
• Mitambo ya nishati ya nyuklia. Mbali na umeme, vifaa hivi pia hutoa joto, ambayo huwafanya kuwa muhimu sana kwa kupelekwa katika miji ya kaskazini. Huko, uendeshaji wa kiwanda cha nguvu za nyukliainaruhusu kupunguza kwa kasi utegemezi wa eneo kwa usambazaji wa mafuta kutoka mikoa mingine.

mafuta yaliyotumika na sifa zingine

Vinavyojulikana zaidi ni vinu vya nyuklia vinavyotumia urani iliyorutubishwa kama nishati. Kipozaji ni maji mepesi. Reactors vile huitwa maji ya maji ya mwanga, na kuna aina mbili zao. Katika hali ya kwanza, mvuke unaotumika kuzungusha turbines huundwa katika kitovu cha reactor.

Kwa uundaji wa mvuke katika kesi ya pili, mfumo wa kuzama kwa joto hutumiwa, kutokana na ambayo maji hayaingii msingi. Kwa njia, maendeleo ya mfumo huu ilianza tayari katika miaka ya 50 ya karne iliyopita, na maendeleo ya kijeshi ya Marekani yalitumikia kama msingi wake. Karibu wakati huo huo, USSR ilitengeneza reactor ya aina ya kwanza, lakini kwa mfumo wa kudhibiti, katika jukumu ambalo vijiti vya grafiti vilitumiwa.

Hivi ndivyo jinsi kinu kilichopozwa kwa gesi kilionekana, ambacho kinatumiwa na vinu vingi vya nyuklia nchini Urusi. Kuharakisha kwa kasi kwa ujenzi wa vituo vya modeli hii ilitokana na ukweli kwamba mitambo ilizalisha plutonium ya kiwango cha silaha kama bidhaa ya ziada. Kwa kuongezea, hata urani asilia wa kawaida, ambao amana zake katika nchi yetu ni kubwa sana, zinafaa kama mafuta kwa aina hii.

Aina nyingine ya kinu ambayo imeenea kote ulimwenguni ni modeli ya maji mazito inayochochewa na urani asilia. Mara ya kwanza, mifano hiyo iliundwa na karibu nchi zote ambazo zilikuwa na upatikanaji wa mitambo ya nyuklia, lakinileo, Kanada pekee ndiyo kati ya wanyonyaji wao, ndani ya matumbo ambayo kuna amana nyingi zaidi za urani asilia.

Je, vinururisho vimeboreshwa vipi?

Kwanza, chuma cha kawaida kilitumika kutengeneza vifuniko vya vijiti vya mafuta na mikondo ya mzunguko. Wakati huo, bado haijajulikana kuhusu aloi za zirconium, ambazo zinafaa zaidi kwa madhumuni hayo. Kinu kilipozwa kwa maji yaliyotolewa kwa shinikizo la angahewa 10.

Mvuke uliotolewa wakati huo huo ulikuwa na joto la nyuzi 280. Njia zote ambazo vijiti vya mafuta viliwekwa vilifanywa kuondolewa, kwani walipaswa kubadilishwa mara nyingi. Ukweli ni kwamba katika ukanda wa shughuli za mafuta ya nyuklia, nyenzo zinakabiliwa haraka na uharibifu na uharibifu. Kwa kweli, vipengele vya miundo katika msingi vimeundwa kwa miaka 30, lakini katika hali kama hizi, matumaini hayakubaliki.

viboko vya mafuta

Katika hali hii, wanasayansi waliamua kutumia kibadala chenye ubaridi wa neli ya upande mmoja. Muundo huu kwa kiasi kikubwa hupunguza uwezekano wa bidhaa za fission kuingia kwenye mzunguko wa kubadilishana joto hata katika tukio la uharibifu wa kipengele cha mafuta. Mafuta ya nyuklia sawa ni aloi ya uranium na molybdenum. Suluhisho hili liliwezesha kuunda vifaa vya bei nafuu na vya kutegemewa ambavyo vinaweza kufanya kazi kwa utulivu hata katika halijoto iliyoinuka zaidi.

Chernobyl

Inaweza kuonekana kuwa ya kustaajabisha, lakini Chernobyl yenye sifa mbaya, ambayo mtambo wake wa nyuklia ulikuja kuwa ishara ya majanga yaliyosababishwa na mwanadamu katika karne iliyopita, ilikuwa ushindi wa kweli wa sayansi. Wakati huo, teknolojia za juu zaidi zilitumiwa katika ujenzi na muundo wake. Nguvu ya reactor pekee ilifikia 3200 MW. Mafuta hayo pia yalikuwa mapya: dioksidi ya asili ya urani iliyorutubishwa ilitumika kwa mara ya kwanza kwenye kinu cha nyuklia cha Chernobyl. Tani moja ya mafuta kama hayo ina kilo 20 tu za uranium-235. Kwa jumla, tani 180 za dioksidi ya urani zilipakiwa kwenye reactor. Bado haijajulikana ni nani hasa na kwa madhumuni gani aliamua kufanya majaribio katika kituo hicho ambayo yalipingana na sheria zote zinazowezekana za usalama.

viwanda vya nishati ya nyuklia nchini Urusi

Kama si janga la Chernobyl, katika nchi yetu (uwezekano mkubwa zaidi) mpango wa ujenzi mpana na ulioenea zaidi wa vinu vya nyuklia bado ungeendelea. Kwa vyovyote vile, hii ilikuwa mbinu iliyopangwa katika USSR.

Kwa ujumla, mara tu baada ya Chernobyl, programu nyingi zilianza kupunguzwa sana, ambayo ilisababisha mara moja kuongezeka kwa bei kwa darasa nyingi za "rafiki wa mazingira" za vibeba joto. Katika maeneo mengi, walilazimika kurejea katika ujenzi wa mitambo ya kuzalisha umeme kwa joto, ambayo (ikiwa ni pamoja na) hata kufanya kazi kwenye makaa ya mawe, ikiendelea kuchafua anga ya miji mikubwa kwa kutisha.

Katikati ya miaka ya 2000, serikali hata hivyo ilitambua hitaji la kuendeleza mpango wa nyuklia, kwa kuwa bila hiyo haingewezekana kabisa kuyapa maeneo mengi ya nchi yetu kiasi cha nishati kinachohitajika.

Je, tuna mitambo mingapi ya nyuklia katika nchi yetu leo? Kumi tu. Ndiyo, haya yote ni mitambo ya nyuklia ya Kirusi. Lakini hata nambari hii inazalisha zaidi ya 16% ya nishati inayotumiwawananchi wetu. Uwezo wa vitengo vyote 33 vya nguvu vinavyofanya kazi kama sehemu ya mitambo hii ya nyuklia ni 25.2 GW. Takriban 37% ya mahitaji ya umeme katika maeneo yetu ya kaskazini yanasimamiwa na mitambo ya nyuklia.

Mojawapo maarufu zaidi ni mtambo wa nyuklia wa Leningrad, uliojengwa mwaka wa 1973. Kwa sasa, ujenzi wa kina wa hatua ya pili unaendelea, ambao utaruhusu kuongeza uwezo wa pato (MW elfu 4) angalau mara mbili.

NPP za Kiukreni

Umoja wa Kisovieti ulifanya mengi, yakiwemo maendeleo ya nishati katika jamhuri za muungano. Kwa hivyo, Lithuania wakati mmoja haikupokea tu miundombinu bora na biashara nyingi za viwandani, lakini pia Ignalina NPP, ambayo hadi 2005 ilikuwa "Kuku wa Kuku wa Kuku", ikitoa karibu eneo lote la B altic kwa bei nafuu (na yake mwenyewe!) Nishati.

Lakini zawadi kuu ilitolewa kwa Ukraini, ambayo ilipokea mitambo minne ya kuzalisha umeme mara moja. Zaporozhye NPP kwa ujumla ndiyo yenye nguvu zaidi barani Ulaya, ikitoa GW 6 za nishati mara moja. Kwa ujumla, vinu vya nyuklia vya Ukraine vinaipa fursa ya kujitegemea kutoa umeme, ambayo Lithuania haiwezi tena kujivunia.

Sasa stesheni zote nne sawa zinafanya kazi: Zaporozhye, Rivne, South-Ukrainian na Khmelnitsky. Kinyume na imani maarufu, kizuizi cha tatu cha kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Chernobyl kiliendelea kufanya kazi hadi 2000, kikisambaza mara kwa mara eneo hilo na umeme. Kwa sasa, 46% ya umeme wote wa Ukraine unazalishwa na vinu vya nyuklia vya Ukrainia.

Tamaa ya ajabu ya kisiasa ya mamlaka nchini ilisababisha ukweli kwamba mnamo 2011 ilikuwauamuzi ulifanywa kuchukua nafasi ya vitu vya mafuta vya Urusi na vya Amerika. Jaribio lilishindikana kabisa, na uharibifu wa karibu $200 milioni ulisababishwa kwa tasnia ya Ukrainia.

Matarajio

Leo, manufaa ya atomi ya amani yanakumbukwa tena duniani kote. Jiji zima linaweza kutolewa kwa nishati kutoka kwa mtambo mdogo na wa zamani wa nyuklia, ambao hutumia takriban tani 2 za mafuta kwa mwaka. Ni kiasi gani cha gesi au makaa ya mawe kitalazimika kuchomwa wakati huo huo? Kwa hivyo matarajio ya teknolojia ni makubwa: aina za jadi za nishati zinaongezeka bei kila mara, na idadi yao inapungua.