Elektrownia jądrowa

Elektrownia jądrowa
Działanie
Podczas reakcji jądrowej, która polega na rozczepieniu jąder atomowych, wytwarza się duża ilość ciepła, które jest następnie odbieranie przez wodę o wysokim ciśnieniu, po czym przepływa ona do wytwornicy pary, w której oddaje ciepło do obiegu wodzie o niższym ciśnieniu, która w wyniku tego procesu zaczyna wrzeć. Woda o wyższym ciśnieniu wraca do reaktora i dla niej cały proces zaczyna się od nowa, a ta o niższym ciśnieniu zamienia się w parę wodną. Para wodna przechodzi przez proces osuszania, aby nie uszkodziła turbiny. Para ta później napędza turbinę parową, która jest połączona z generatorem. Generator ten wytwarza prąd elektryczny.
Historia
Pierwszą elektrownię jądrową o mocy pięciu megawatów otwarto w 1954 roku w Obnińsku w ZSRR. W Stanach Zjednoczonych już rok później uruchomiono reaktor prototypowy typu PWR. W okresie lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych elektrownie służyły głównie do wzbogacanie uranu stosowanego do celów militarnych, co spowodowane było sytuacją wynikającą z toczącej się zimnej wojny. W latach 1970 -1980 uruchamiano kilkanaście elektrowni rocznie. Dla porównania – w latach 1980-1990 otwierano około 22 rocznie, a w latach 1990-2004 uruchamiano około 5 rocznie. Brak awarii elektrowni tego typu spowodował wzrost zainteresowania pozyskiwania energii elektrycznej w ten sposób. Wypadki w 1979 roku na Three Mile Island i w Czarnobylu w 1986 roku spowodowały spadek popularności elektrowni jądrowych, a także zaowocowały zaostrzeniem norm bezpieczeństwa w tego typu jednostkach. W latach 1980-1990 wstrzymano budowę wielu elektrowni jądrowych, a wiele państw miało plany zlikwidowania energetyki jądrowej, a były to między innymi: Szwecja, Holandia, Niemcy, Słowenia. Włochy wykonały ten plan w 1990 roku. W latach 2000 jednak elektrownie te znów stały się popularne z powodu podwyżki cen paliw kopanych, nakaz zmniejszenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery i ciągły wzrost zużycia energii elektrycznej, a co za tym idzie – coraz większe zapotrzebowanie na nią. Energia wytwarzana w elektrowniach jądrowych jest najczystsza ze wszystkich, co oznacza, że najmniej wpływa na środowisko naturalne. Wiele państw jest coraz bardziej zainteresowanych inwestycją w energię jądrową. Według szacunków paliwa do reaktorów jądrowych wystarczy na kilka tysięcy lat, a w porównaniu z paliwami kopalnymi takimi jak węgiel czy ropa, których zasoby wyczerpią się na przełomie XXI i XXII wieku, są na tyle wystarczające, że elektrownie jądrowe są uważane za przyszłość.
Głównym niebezpieczeństwem związanym z działaniem elektrowni jądrowej jest promieniowanie radioaktywne, przez które można zachorować na chorobę popromienną.
Wady i zalety
Jedną z zalet jest mała produkcja odpadów (około 100 tysięcy razy mniej niż generują tradycyjne elektrownie bazujące na węglu), jednak jest to zarazem minus, gdyż te odpady są też radioaktywne, przez co mogą one zatruwać ludzi i środowisko. Kolejną z zalet jest też niski koszt pozyskiwania energii w ten sposób, który wynosi około 0,084 dolarów za kilowatogodzinę. Zaletą jest też to, że paliwa starczy do nich na co najmniej kilkaset lat Wadą zaś są duże koszty utrzymania, zamknięcia i utylizacji odpadów po funkcjonowaniu tego typu placówki. Kolejną wadą jest potrzeba ewakuacji ludności w razie jakiegokolwiek wypadku w elektrowni, ażeby uniknąć zbyt dużego kontaktu z promieniowaniem radioaktywnym.
Koszty
Budowa elektrowni jądrowej według szacunków w Polce będzie kosztować 105 miliardów złotych.
Występowanie na świecie
Elektrownie jądrowe występują w prawie każdym wysoko zaawansowanym technologicznie kraju, poza Niemcami, którzy zamykają wszystkie swoje elektrownie jądrowe. Większość krojów buduje lub ma w planach budowę nowych elektrowni jądrowych. W 2013 aż 10 procent energii wyprodukowanej w ciągu roku przez wszystkie elektrownie na świecie pochodziło z reakcji jądrowych. Najwięcej elektrowni buduję się w Chinach, które chcą dogonić zachód, więc budują aż dwadzieścia cztery w obecnej chwili , z kolei w Rosji powstaje osiem nowych elektrowni, w Indiach – sześć, w Stanach Zjednoczonych – pięć, w Południowej Korei – cztery. W RPA powstają aktualnie trzy placówki tego typu. W Pakistanie, Słowenii i Pakistanie mają pojawić się po dwie. W krajach takich jak Ukraina, Argentynie, Brazylii, Finlandii i w Francji powstaje po jednej elektrowni jądrowej. Największy procent energii wytwarzanej w elektrowni jądrowej w porównaniu z całą ilością energii wytworzonej na terenie całego państwa jest we Francji. Najwięcej elektrowni jądrowych mają Stany Zjednoczone, które mają 93 takich jednostek, Francja ma ich 56, Chiny – 52, Rosja – 38, Południowa Korea – 23, Indie – 21, Kanada – 19, Ukraina – 15, Wielka Brytania – 13 a w Japonii jest ich 9.
Wypadki
7 grudnia 1975 w Greifswald pożar spowodował zniszczenie systemu kontroli i głównych pomp.
Znaczna korozja była powodem zamknięcia elektrowni w Jaslovské Bohunice w Czechosłowacji w 1977 roku.
1979 rok i awaria systemu chłodzącego spowodowała stopienie rdzenia reaktora w Three Mile Island.
Athenas – awaria przy uruchamianiu doprowadza do uszkodzenia reaktorów w 1985 roku.
Problemy ze sprzętem wymuszają zamknięcie elektrowni w Plymouth w 1986 roku.
Czarnobyl – w roku 1986 wybuch w reaktorze i stopienie się jego rdzenia, a chmura promieniotwórcza dotarła nad Europę
Awaria systemów chłodzenia i problemy ze sprzętem doprowadzają do zamknięcia dwóch reaktorów w Peach Bottom w 1987 roku.
Usterka systemów kontroli wymusza naprawę reaktora numer 3 w Cristal River w 1996 roku.
Trzęsienie ziemi i tsunami spowodowały awarię systemu chłodnienia, co doprowadziło do stopienia rdzenia reaktorów numer 1,2 i 3 w elektrowni jądrowej nr 1 w Fukushimie.