Cómo funciona una central nuclear (NPP)
Una de las formas de combatir la contaminación ambiental es cambiar a fuentes de electricidad más limpias. Estas fuentes incluyen hoy legítimamente centrales nucleares (NPP)… Solo en Europa, gracias a las centrales nucleares, NO se liberan cada año a la atmósfera más de 500 millones de toneladas de dióxido de carbono, que sin duda se convertiría en una grave fuente de contaminación si la energía se obtuviera quemando hidrocarburos.
Gracias a las plantas de energía nuclear que funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana, muchos hogares y empresas de todo el mundo reciben suministro eléctrico continuo. Además, las estaciones emplean a muchos especialistas y estos son trabajos bien pagados.
¿Qué es una central nuclear? Veamos cómo funciona y cómo funciona.
Las centrales nucleares (NPP) son un tipo las centrales térmicas.
La fuente de energía térmica de estas centrales es el proceso de fisión nuclear de átomos de uranio y plutonio, que son la principal fuente de combustible nuclear que se lleva a cabo en los reactores nucleares.El refrigerante utilizado es agua o gases bombeados a través de los canales del reactor y generadores de vapor. El vapor resultante se alimenta a las turbinas de vapor que impulsan los generadores, al igual que en las centrales térmicas convencionales.
La primera central nuclear del mundo se construyó en la URSS en 1954.
Cualquier planta de energía nuclear es un complejo complejo de equipos, dispositivos y estructuras, cuyo propósito es generar energía eléctrica, y una sustancia especial sirve como combustible aquí: uranio-235… En el proceso de fisión de los núcleos de uranio-235, se libera una gran cantidad de energía nuclear, que se convierte fácilmente en calor y calor en electricidad.
canciller nuclear — el corazón de una central nuclear, ya que se carga con combustible nuclear y dentro del reactor tiene lugar una reacción en cadena de fisión controlada del uranio-235. Los neutrones actúan sobre núcleos inestables de uranio-235, provocando que se desintegren y liberen energía.
La conclusión es que en el núcleo del isótopo de uranio-235 que se usa en el reactor, tres neutrones no son suficientes para la estabilidad, por lo tanto el núcleo de este elemento es muy inestable y se divide fácilmente en dos partes, vale un neutrón volando a una cierta velocidad, para golpearlo.
Tan pronto como un neutrón de este tipo ingresa a un núcleo inestable, se desintegra liberando energía, pero al mismo tiempo, 2-3 nuevos neutrones salen volando del núcleo ya decaído, dividen otros núcleos, etc. — así es como ocurre la reacción en cadena de la fisión de los núcleos de uranio-235. Y para evitar una explosión, se deben controlar los neutrones que actúan como fusible, sin alimentar demasiados neutrones en el combustible.
En los reactores nucleares equipados con centrales eléctricas en funcionamiento, la energía se genera en elementos combustibles (barras de combustible). En el caso más simple, un elemento combustible puede representarse como una barra (núcleo) que contiene combustible nuclear (por ejemplo, dióxido de uranio) y está encerrado en un revestimiento de materiales estructurales.
Durante la fisión de los núcleos de uranio, sus fragmentos salen volando a gran velocidad, pero prácticamente no salen del núcleo, ya que se ralentizan en su interior, transfiriendo su energía a los átomos y calentando el núcleo.
El calor liberado en el núcleo de la pila de combustible es la energía que luego se convierte en electricidad en el complejo proceso de su conversión en el sistema intercambiador de calor-turbina de vapor-generador.
Los fragmentos de fisión que se mueven en el núcleo del elemento combustible "desplazan" los átomos, alteran la estructura cristalina de los materiales de los que están hechos y provocan un cambio en sus propiedades físicas. Cuanto más tiempo funciona el elemento combustible en el reactor, más cambian las propiedades del núcleo, más fragmentos radiactivos se acumulan en él.
El combustible se introduce en la zona de trabajo del reactor. en tubos especiales, que se colocan en un moderador capaz de convertir la energía de los neutrones en calor. en el retardador varillas de inmersión hechas de material absorbente de neutrones para controlar con mucha precisión la velocidad de la reacción... Cuanto más alto se elevan las varillas, más neutrones actúan sobre el combustible, respectivamente, cuanto más abajo se bajan al reactor, menos intensamente procede la reacción.
Esquema de funcionamiento de una central nuclear de reactor de agua a presión de doble bucle (VVER)
Geográficamente, el reactor está ubicado en la sala del reactor del edificio principal de la central nuclear, también hay una piscina de almacenamiento de combustible nuclear, así como una máquina de carga. El área de trabajo donde tiene lugar realmente la reacción se erige en un pozo de hormigón especial equipado con sistema de control (para seleccionar el modo de funcionamiento) y protección, para que en caso de emergencia se pueda detener rápidamente la reacción.
El calor de la zona de trabajo de un reactor nuclear se elimina mediante un refrigerante líquido o gaseoso que pasa directamente a través de la zona de trabajo del reactor. El calor acumulado por el medio de calentamiento luego se transfiere al agua en el generador de vapor donde se genera el vapor.
El vapor bajo una enorme presión transmite su energía mecánica generador de turbinaque genera electricidad que luego se transmite de líneas eléctricas (líneas eléctricas) — a los consumidores. La turbina junto con el generador de vapor se instalan en la sala de turbinas, desde donde se envía la electricidad por cables al transformador y luego a la línea eléctrica.
En el territorio de la central nuclear también hay un edificio donde se almacena el combustible gastado en las piscinas. Y los grandes tubos en forma de torres, estrechados en la parte superior, son torres de enfriamiento, elementos de un sistema de enfriamiento circulante que también incluye un estanque de enfriamiento (depósito natural o artificial) y estanques de aspersión.
Por cierto, los residuos generados después de la reacción se reciclan parcialmente y el resto se almacena en contenedores especiales que protegen el contenido para que no ingrese al medio ambiente. Así, hoy en día la energía nuclear es respetuosa con el medio ambiente.Y las plantas de energía nuclear en sí mismas no producen emisiones nocivas a la atmósfera, a la vez que son bastante compactas y seguras.
Ver también:
Plantas de energía undimotriz - ejemplos de tres proyectos
Centrales eléctricas de hidrógeno: tendencias y perspectivas