Принцип работы атомного реактора: что рекомендовано к пониманию каждого человека

Категории

Сбылась мечта человечества, удалось получить доступ к неисчерпаемому источнику энергии, и все потому, что ученые-ядерщики смогли распознать основной принцип работы атомного реактора, воплотись смелый проект и убедить общество, что существует мирный атом, и его можно использовать. Да, мы приближаемся уверенно с 100-летнему юбилею в вопросе освоения атома и абсолютного понимания принципов работы атомного реактора, но на счету человечества уже две резонансные катастрофы – Чернобыльская атомная электростанция имени В.И. Ленина (СССР, 1986 год) и Атомная электростанция «Фукусима-1» (Япония, 2011 год). Что произошло в те страшные дни катастроф? – Ошибка человека и разрушающая стихия природы в виде землетрясения и цунами. И первое, и второе, привело к экологической катастрофе, и теперь технические зоны закрыты и опасны. А чтобы привести объекты в более-менее безопасное состояние, и полвека будет мало.

 

Вы только задумайтесь, что ранее наши прародители разводили костры, чтобы согреться и приготовить пищу. И самое страшное, что их ожидало за халатность – локальный пожар или угасание кострища, и значит, холод и голод. А вот мы уже покоряем атом. Его буйный нрав неукротим, поэтому каждая ошибка или разгул стихии на месте АЭС может привести к гибели всего живого на планете. У скептиков напрашивается вопрос: «Зачем забираться в логово зверя, да еще и будить его?

А прагматики скажут в ответ: «А как вы собираетесь жить на планете, получать все земные блага, когда будут исчерпаны все полезные ископаемые, дающие энергию и тепло человеку?» Ведь известно, что газ и нефтепродукты, торф сегодня используют в качестве топлива для электростанций. А что будет завтра, когда буровые установки превратятся в бесполезных металлических гигантов, ворвавшиеся беспардонно в недра земли. Вот тогда мы и вспомним, так все же, как работает атомный реактор, может ли он нам быть полезен. Не обязательно быть физиком, чтобы разбираться в этом вопросе. Каждый человек на планете обязан иметь хотя бы общие понимания о реакторе, его пользе и опасности.

Как и когда человечество стало осваивать мирный атом: о чем мы знали еще со школьной скамьи

Покопавшись в прошлом, обязательно вспомним имена известных ученых, супругов – Пьера и Марьи Кюри, которые в конце девятнадцатого века обратили внимание, что определенные химические элементы наделены таким качеством, как радиоактивность. Из соли урана им удалось получить радий и полоний, которые по радиоактивности во много раз стали превосходить показатели первичного элемента, из которого они были образованы.

А потом в школе нам рассказывали об «отце» ядерной физики. И звали его Эрнест Резерфорд. Британскому ученому, лауреату Нобелевской премии по химии в 1911 году удалось создать планетарную модель атома и теоретически трактовать принципы работы ядерного реактора, пояснить природу радиоактивных лучей.

Нас убеждали, что в средине двадцатого века ядерная физика просто переживала бум. Так, в декабре 1942 года в США физику Э.Ферми удается создать мощный ядерный реактор. Через три года канадцы презентуют миру свою ядерную установку ZEEP. В 1946 году И.В.Курчатов запустил первый советский реактор Ф-1. Обязательно мы рассматривали этот атомный реактор на фото.

Прогресс в науке шел семимильными шагами, даже были попытки атом поставить на военные рельсы, создавая сверхоружие – ядерные бомбы. Две из которых в августе 1945 году все же были применены против человечества. Кто сегодня не знает эти два города Японии, подвергшиеся ядерной бомбардировке во время угасания хода Второй мировой войны, — Хиросима и Нагасаки.

В большей мере сегодня атом используют в мирных целях, создают атомные электростанции, которые вырабатывают электрическую энергию, выделяемую в результате контролируемого процесса ядерной реакции. Топливом для современных АЭС служат изотопы урана: U-235, U-238 и плутоний (Pu). Сегодня в мире успешно функционирует около 400 ядерных энергоблоков.

Какие типы ядерных реакторов существуют и где их применяют?

Самое главное, что понятно и доступно обывателю, это информация о том, для чего вообще нужен реактор, как мощный контролируемый блок. И ответ прост. Основное назначение реактора – поддерживать ядерную реакцию, которая и продуцирует ту саму необходимую человечеству энергию.

А определяемые учеными типы атомных реакторов всецело зависят от того, какое топливо используется для реактора, какие установлены внутри агрегата теплоносители, замедлители и другие комплектующие. Так, какие же существуют типы атомных реакторов?

ТИП ПЕРВЫЙ. Легководный реактор. Такой реактор работает на обогащенном уране, а для работы теплоносителя и замедлителя используется вода. «Легкая» вода способна обеспечить работу ядерного реактора атомной электростанции, безопасно замедляя ядерную реакцию и поглощая нейтроны. Такое выгодное свойство «легкой» воды позволяет использовать ее как основной компонент в теплоносителе и замедлителе. По такому принципу работы в 1964 году Курчатовским московским институтом был создан Водо-Водяной Энергетичесеский реактор или ВВЭР-210. Причем он стал первым энергоблоком Нововоронежский Атомной Электростанции, которая функционирует до сих пор на обогащенном уране и входит в концерн Росэнергоатом. Мощность станции такова, что есть возможность обеспечить 85% процентов населения Воронежской области необходимой электроэнергией. По линиям напряжениям регулярно проходит до 500 кВ.

ТИП ВТОРОЙ. Тяжеловодные реакторы. Они работают на уране. Используют в качестве замедлителя тяжелую воду (ее формула — D2O) . Теплоносителем выступает кипящая вода. Уточним, что тяжелая вода хорошо замедляет нейтроны, так как в ее составе оба имеющихся атома водорода заменены на тяжелый водород, то есть дейтерий. Тяжелые атомные реакторы на быстрых нейтронах могут оснащаться графитными замедлителями. В этом случае реактор может функционировать нормально на природном уране или уране низкого обогащения. Примером тяжелого реактора может послужить Обнинская АЭС, которая с 2002 выведена с эксплуатации и превращена в музейный комплекс.

ТИП ТРЕТИЙ. Газоохлаждаемый реактор. Для него топливом служит обедненный плутоний, а гелий выступает в качестве охлаждающего вещества. Если задаваться вопросом, как выглядит подобный атомный реактор, то можно уточнить, что внешне он мало чем отличается от других. Так же имеет замедлители и теплоносители, используется положенный вид топлива. Газоохлаждаемый реактор можно смело отнести к новому поколению агрегатов, которые работают на быстрых нейтронах, а значит, мощность атомного реактора велика.

Примером современного газоохлаждаемого реактора может стать небольшие исследовательские реакторы HTR-10 в Китае и HTTR в Японии.

Как применяют атомные реакторы в современном мире, и будет ли создан наконец-то «вечный двигатель»?

За последние несколько десятилетий российская наука совершила прорыв в сфере ядерной энергетики. Такой скачок дал возможность госкорпорации «Росатом» выполнять строительство современных тридцати четырех атомных электростанций в двенадцати странах мира. А это значит, что были заключены договора, развиты взаимовыгодные партнерские отношения, найдены инвесторы. Такой успех может быть оправдан и тем фактом, что «Росатом» в 2017 году создал вечный ядерный реактор для подлодок, который способен функционировать весь жизненный цикл субмарины, не требуя дополнительного топлива. Чем не «вечный двигатель»! Отметим, что мощный и надежный атомный реактор подводной лодки способен работать более десяти лет. А для перезарядки реактора понадобиться лишь один месяц.

Таким образом, темпы развития ядерной физики впечатляют результатами. Уже на подходе реакторы 4 поколения. Один из них — атомный реактор ic2. Спектр применения агрегатов расширяется, им все больше находят применение, и реакторы себя оправдывают в финансовом плане и в трудозатратном. Рекомендуем следить за новостями, узнавать много интересного о принципах работы ядерного реактора. В 21 веке каждый должен задумываться о прогрессе в науке, знать о достижениях отечественных ученых.

Комментарии
Пока нет комментариев
Написать комментарий
Имя*
Email
Введите комментарий*