В 70-х годах прошлого века произошел бум по использованию атомной реакции в производстве электроэнергии. Советский Союз в 1954 году построил первую атомную станцию, которая была подключена к единой энергосистеме. Это была Обнинская АЭС.
В настоящее время около 17% электроэнергии в мире производится на атомных станциях. После аварий на четвертом блоке Чернобыльской станции и аварии на станции в японском городе Фукусима, в мире начали преобладать тенденции отказа от ядерного принципа производства электричества.
Рассмотрим принципы работы АЭС. Сама энергия выделяется за счет распада радиоактивных элементов (уран, плутоний). При распаде выделяется определенное количество нейтронов, которые попадая в ядра элементов вызывает их деление, при этом выделяется большое количество энергии в виде тепла, излучения и электромагнитного импульса. Если эта реакция лавинно нарастает, происходит ядерный взрыв, при наличии достаточного количества материала. Главная задача при использовании этой реакции не допустить неконтролируемости процесса. Для этого были созданы тепловыделяющие элементы (ТВЭЛВ), имеющие форму стержней, которые вдвигаются или выдвигаются в активной зоне реактора и таким образом регулируют скорость реакции. Тепло, выделяемое при этом, нагревает тяжелую воду или другие теплоносители (обычно легкоплавкие металлы, такие как натрий, литий) в первом контуре.
Во втором контуре происходит доведение воды до кипения, пар от которого вращает паровую турбину. К турбине подсоединен электрогенератор, вырабатывающий электричество. Дальше все происходит по общепринятой схеме.
Какими плюсами обладают атомные станции:
- очень маленький расход материала. Так зарядка одного блока АЭС может быть 100-200 тонн урана на период до 10 лет, а ГРЭС сжигает ежедневно два состава с углем.
- сама станция занимает, относительно других типов станций, намного меньшую территорию.
- при штатном режиме работы практически нет выбросов, загрязняющих окружающую среду.
- не сжигает кислород, как это происходит на станциях использующих уголь и газ (не только пропан-бутан).
Минусы АЭС:
- последствия аварий могут быть очень серьезными, вплоть до загрязнения почвы и воды радиоактивными элементами, период полураспада которых равен несколько тысяч лет.
- режим работы АЭС должен быть стабильным и не допускать резкие перепады по выработке электроэнергии. Поэтому такие станции должны работать в больших, единых сетях.