Поскольку ядерная энергия рекламируется как более жизнеспособный вариант для долгосрочного производства энергии, вы можете спросить себя: «Как работает ядерная энергия?» Ответ может вас удивить, что это эффективная форма энергии.
Что такое ядерная энергия
Многие считают, что ядерная энергия является более чистым методом, чем традиционные методы производства электроэнергии. В то время как традиционные электростанции питаются паром, который производится при сжигании ископаемого топлива, атомные электростанции производят пар совсем по-другому.
Атомы урана расщепляются в процессе, известном как деление. Тепло, полученное в результате этого процесса, преобразуется в пар и используется для питания турбин, вырабатывающих электроэнергию.
Как работает ядерная энергия?
Процесс, в котором ядерная энергия производится в результате ряда шагов:
Разделение атомов
Атомы урана в виде таблеток с керамическим покрытием помещаются в активную зону реактора. Внутри ядра происходит цепная реакция, которая расщепляет атомы. Уран — нестабильный элемент; раскалывая его, металл становится другим, стабильным элементом. Тепло и излучение являются побочными продуктами этого процесса.
Поглощение
Стержни управления используются для поглощения свободно плавающих нейронов, высвобождаемых в процессе деления. Бор (трехвалентный металлоидный элемент), попадающий в охлаждающую воду, также способствует их поглощению. Это служит для сдерживания радиации и поддержания охлаждения и безопасности реактора.
Нагревать
Тепло и излучение, образующиеся при делении, начинают нагревать воду или охлаждающую жидкость, окружающую реактор. Эта вода служит двум целям; он предохраняет реактор от перегрева, отводя при этом тепло и пар, которые будут питать турбины.
Вода и трубопровод
Вода непрерывно протекает через реактор и вокруг него и служит теплоносителем. Этот хладагент поступает в камеру и выходит из нее по двум наборам труб. Первичные трубы подают в бак холодную пресную воду, а вторичные трубы отводят горячую воду и пар к турбинам. Как только вторичные трубы выводят воду из камеры под давлением, что предотвращает кипение воды, нагретая вода может превращаться в пар и приводить в действие турбины. Две системы труб никогда не взаимодействуют друг с другом, чтобы поддерживать идеально сбалансированную температуру в камере и контролировать количество тепла и пара, производимых реактором.
Сдерживание ядерной реакции
Поскольку в процессе деления выделяется огромное количество тепла и радиации, ядерную реакцию необходимо постоянно сдерживать. Это делается несколькими способами:
- Уран формуется в керамические гранулы для контроля излучения.
- Таблетки упакованы в циркониевые стержни, которые защищают и сдерживают процесс деления.
- Активная зона реактора окружена 400-тонной сталью толщиной восемь дюймов.
- Затем реактор хранится в защитной оболочке из цемента и стали толщиной три фута.
- Первичная система трубопроводов образует уплотнение, предотвращающее утечку радиоактивного материала.
Экологически безопасная энергия?
В некотором отношении, поскольку при делении ничего не сжигается и не выбрасывается в окружающую среду, ядерная энергия может считаться более экологически чистым источником энергии, чем системы, сжигающие ископаемое топливо. Парниковые газы не производятся, поэтому они не способствуют тому, что многие считают глобальным потеплением . Кроме того, реактор не подвержен колебаниям из-за погодных условий, как ветряные турбины или солнечная энергия. Ядерные реакторы могут выделять радиацию из-за утечек в системах с неправильной локализацией и при транспортировке сырья, такого как уран, а также при хранении радиоактивных отходов.
Охлаждающие воды, сбрасываемые в окружающую среду, также могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду из-за распределения солей и металлов и выделения избыточного тепла.
Понимание ядерной энергии
Потратив время на то, чтобы узнать, как работает ядерная энергия, вы сможете начать понимать преимущества и недостатки этого важного источника энергии. Изучение ядерной энергии является важным шагом на пути к получению информации о различных видах доступной альтернативной энергии . Чтобы стать действительно хорошо информированным, найдите время, чтобы узнать больше об энергоэффективности и альтернативных источниках топлива .