In die middel van die twintigste eeu het die beste geeste van die mensdom hard gewerk aan twee take tegelyk: aan die skepping van 'n atoombom, en ook aan hoe om die energie van die atoom vir vreedsame doeleindes te gebruik. Dit is hoe die wêreld se eerste kernkragsentrales verskyn het. Wat is die beginsel van werking van 'n kernkragsentrale? En waar in die wêreld is die grootste van hierdie kragsentrales geleë?
Geskiedenis en kenmerke van kernkrag
"Energie is die hoof van alles" - dit is hoe jy 'n bekende spreekwoord kan parafraseer, gegewe die objektiewe realiteite van die 21ste eeu. Met elke nuwe rondte van tegnologiese vooruitgang het die mensdom 'n toenemende hoeveelheid daarvan nodig. Vandag word die energie van die "vreedsame atoom" aktief in die ekonomie en produksie gebruik, en nie net in die energiesektor nie.
Elektrisiteit wat deur sogenaamde kernkragsentrales (wat op 'n baie eenvoudige beginsel werk) opgewek word, word wyd gebruik in nywerheid, ruimteverkenning, medisyne en landbou.
Kernenergie is 'n tak van swaar industrie wat hitte en elektrisiteit uit die kinetiese energie van die atoom onttrek.
Wanneer het hulle verskyndie eerste kernkragsentrales? Sowjet-wetenskaplikes het die beginsel van werking van sulke kragsentrales in die 40's bestudeer. Terloops, in parallel het hulle ook die eerste atoombom uitgevind. Die atoom was dus beide "vreedsaam" en dodelik.
In 1948 het I. V. Kurchatov voorgestel dat die Sowjet-regering regstreekse werk aan die onttrekking van atoomenergie begin uitvoer. Twee jaar later, in die Sowjetunie (in die stad Obninsk, Kaluga-streek), het die bou van die heel eerste kernkragsentrale op die planeet begin.
Die beginsel van werking van alle kernkragsentrales is soortgelyk, en dit is glad nie moeilik om dit te verstaan nie. Dit sal verder bespreek word.
NPP: werkingsbeginsel (foto en beskrywing)
Die werk van enige kernkragsentrale is gebaseer op 'n kragtige reaksie wat plaasvind tydens die splitsing van die kern van 'n atoom. Uraan-235- of plutoniumatome is meestal by hierdie proses betrokke. Die kern van atome verdeel die neutron wat hulle van buite af binnedring. In hierdie geval word nuwe neutrone geproduseer, sowel as splitsingsfragmente, wat 'n groot kinetiese energie het. Net hierdie energie is die hoof- en sleutelproduk van enige kernkragsentrale
Dit is hoe jy die beginsel van werking van 'n kernkragsentralereaktor kan beskryf. Op die volgende foto kan jy sien hoe dit van binne af lyk.
Daar is drie hooftipes kernreaktors:
- hoëkragkanaalreaktor (afgekort as RBMK);
- drukwaterreaktor (VVER);
- vinnige neutronreaktor (FN).
Afsonderlik is dit die moeite werd om die beginsel van werking van kernkragsentrales as 'n geheel te beskryf. Hoe dit werk sal bespreek word.in die volgende artikel.
NPP-werkingsbeginsel (diagram)
Kernkragsentrale werk onder sekere omstandighede en in streng gedefinieerde modusse. Benewens 'n kernreaktor (een of meer), sluit die struktuur van 'n kernkragsentrale ook ander stelsels, spesiale fasiliteite en hoogs gekwalifiseerde personeel in. Wat is die beginsel van werking van kernkragsentrales? Dit kan kortliks soos volg beskryf word.
Die hoofelement van enige kernkragsentrale is 'n kernreaktor, waarin al die hoofprosesse plaasvind. Ons het in die vorige afdeling geskryf oor wat in die reaktor gebeur. Kernbrandstof (gewoonlik meestal uraan) in die vorm van klein swart korrels word in hierdie groot ketel gevoer.
Die energie wat vrygestel word tydens die reaksies wat in 'n kernreaktor plaasvind, word in hitte omgeskakel en na die koelmiddel (gewoonlik water) oorgedra. Daar moet kennis geneem word dat tydens hierdie proses die koelmiddel ook 'n sekere dosis straling ontvang.
Verder word die hitte van die koelmiddel oorgedra na gewone water (deur spesiale toestelle - hitteruilers), wat as gevolg daarvan kook. Die gevolglike waterdamp dryf die turbine aan. 'n Kragopwekker is aan laasgenoemde gekoppel, wat elektriese energie opwek.
Dus, volgens die beginsel van werking van 'n kernkragsentrale, is dit dieselfde termiese kragsentrale. Die enigste verskil is hoe die stoom geproduseer word.
Geografie van kernkrag
Die top vyf lande in die produksie van kernenergie is soos volg:
- VSA.
- Frankryk.
- Japan.
- Rusland.
- Suid-Korea.
Terselfdertyd produseer die Verenigde State van Amerika, wat ongeveer 864 miljard kWh per jaar opwek, tot 20% van die wêreld se elektrisiteit.
In totaal bedryf 31 state in die wêreld kernkragsentrales. Van al die vastelande van die planeet is slegs twee (Antarktika en Australië) heeltemal vry van kernenergie.
Vandag is daar 388 kernreaktors in die wêreld in werking. Dit is waar, 45 van hulle het vir 'n jaar en 'n half nie elektrisiteit opgewek nie. Die meeste van die kernreaktors is in Japan en die Verenigde State geleë. Hul volledige geografie word op die volgende kaart aangebied. Lande met kernreaktors in werking is in groen gemerk, hul totale getal in 'n bepaalde staat word ook aangedui.
Ontwikkeling van kernkrag in verskillende lande
In die algemeen, vanaf 2014, was daar 'n algemene afname in die ontwikkeling van kernkrag. Die leiers in die bou van nuwe kernreaktors is drie lande: Rusland, Indië en China. Daarbenewens beplan 'n aantal state wat nie kernkragsentrales het nie om dit in die nabye toekoms te bou. Dit sluit Kasakstan, Mongolië, Indonesië, Saoedi-Arabië en 'n aantal Noord-Afrikaanse lande in.
Aan die ander kant het 'n aantal state 'n geleidelike vermindering in die aantal kernkragsentrales begin. Dit sluit in Duitsland, België en Switserland. En in sommige lande (Italië, Oostenryk, Denemarke, Uruguay) word kernkrag op wetgewende vlak verbied.
Belangrikste probleme van kernkrag
Daar is een beduidende omgewingsprobleem wat verband hou met die ontwikkeling van kernenergie. Dit is die sogenaamde termiese besoedeling van die omgewing. Dus, volgens baie kenners, gee kernkragsentrales meer hitte uit as termiese kragsentrales met dieselfde kapasiteit. Veral gevaarlik is termiese waterbesoedeling, wat die natuurlike lewenstoestande van biologiese organismes ontwrig en tot die dood van baie spesies visse lei.
Nog 'n brandende kwessie wat met kernkrag verband hou, gaan oor kernveiligheid in die algemeen. Vir die eerste keer het die mensdom ná die Tsjernobil-ramp in 1986 ernstig oor hierdie probleem gedink. Die beginsel van werking van die Tsjernobil-kernkragsentrale was nie veel anders as dié van ander kernkragsentrales nie. Dit het haar egter nie gered van 'n groot en ernstige ongeluk, wat baie ernstige gevolge vir die hele Oos-Europa ingehou het nie.
Boonop is die gevaar van kernenergie nie beperk tot moontlike mensgemaakte ongelukke nie. Groot probleme ontstaan dus met die wegdoening van kernafval.
Voordele van kernkrag
Nietemin noem ondersteuners van die ontwikkeling van kernenergie ook die duidelike voordele van kernkragsentrales. Veral die World Nuclear Association het dus onlangs sy verslag met baie interessante data gepubliseer. Volgens hom is die aantal menslike ongevalle wat die produksie van een gigawatt elektrisiteit by kernkragsentrales vergesel 43 keer minder as by tradisionele termiese kragsentrales.
Daar is ander ewe belangrike voordele. Naamlik:
- goedkoop elektrisiteitopwekking;
- omgewingsskoonheid van kernenergie (met die uitsondering van termiese waterbesoedeling);
- gebrek aan streng geografiese verwysing van kernkragsentrales na groot bronne van brandstof.
In plaas van 'n gevolgtrekking
In 1950 is die wêreld se eerste kernkragsentrale gebou. Die beginsel van werking van kernkragsentrales is die splitsing van 'n atoom met behulp van 'n neutron. Hierdie proses stel 'n enorme hoeveelheid energie vry.
Dit wil voorkom asof kernenergie 'n uitsonderlike seën vir die mensdom is. Die geskiedenis het egter anders bewys. Veral twee groot tragedies – die ongeluk by die Sowjet-Tsjernobil-kernkragsentrale in 1986 en die ongeluk by die Japannese kragsentrale Fukushima-1 in 2011 – het die gevaar gedemonstreer wat die "vreedsame" atoom inhou. En baie lande van die wêreld het vandag begin dink aan die gedeeltelike of selfs volledige verwerping van kernenergie.
