Energi og miljø

Hvor nøyaktig fungerer kjernekraft?

Hvor nøyaktig fungerer kjernekraft?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Med all kontroversen rundt atomkraftverk er det ingen tvil om at de er en fantastisk teknologisk bragd. Men hvordan fungerer de akkurat?

Her tar vi en kort tur rundt et atomkraftverk, og diskuterer de forskjellige typene anlegg, og noen av fordelene og ulempene ved teknologien.

RELATERTE: KJERNEFUSJON I DET 21. århundre

Hvordan fungerer kjernekraft og hvilke typer er det?

Kort sagt, kjernekraftverk (kjernefisjon) fungerer ved å utnytte atomets kraft til å koke vann, produsere damp og snu en turbin for å generere elektrisitet. De er faktisk svært sofistikerte kjeler med en turbin festet.

Selvfølgelig er det mye mer enn dem.

Hovedkomponentene i et kjernekraftverk er mer eller mindre som følger (selv om utformingen varierer):

  • Kjernebrensel (som uran eller plutonium)
  • Atomreaktor og moderator (et stoff som bremser nøytroner ned - for eksempel grafitt eller vann)
  • Reaktor kjølevæske (vanligvis vann)
  • Kontrollstenger (f.eks. Grafitt)
  • Skjold eller inneslutningssystem / struktur
  • Trykkbeholder
  • Damp-generator
  • Damplinjer
  • Pumper
  • Damp turbin
  • Kjøletårn og kondensator

Som tidligere nevnt kan komponentene og oppsettet variere avhengig av hvilken type atomreaktor det er snakk om. Til dags dato er de vanligste typene atomreaktorer som følger:

  • Trykkvannsreaktor (PWR) - Mer enn65% av kommersielle atomreaktorer i USA er PWR-er. Three-Mile Island-anlegget var av PWR-type.
  • Kokende vannreaktor (BWR) - Omtrent en tredjedel av alle reaktorer i USA er BWR-er. Fukushima var en reaktor av typen BWR.
  • Tungtvannsreaktor under trykk (PHWR) - Mest vanlig i Canada og India.
  • Avansert gasskjølt reaktor (AGR) - Såkalte andregenerasjons gasskjølte reaktorer som hovedsakelig brukes i Storbritannia. Disse bruker karbondioksid som hovedkjølemiddel.
  • Lettvannsgrafitt-moderert reaktor (RBMK) - Sovjetisk designede reaktorer som ligner på BWRs i design, men i stedet for en trykkbeholder som omgir hele kjernen, er hver drivstoffsenhet lukket i et enkelt rør for å tillate strømmen av kjølevann rundt drivstoffet. Tsjernobyl var en RBMK atomreaktor.
  • Avanserte reaktorer - Disse inkluderer mange nye eller eksperimentelle reaktortyper, som små modulære reaktorer (SMR). Mange av disse bruker ikke vann til kjøling, mens noen bruker flytende metall, smeltet salt eller helium for å varme opp vann til damp.
  • Raske nøytronreaktorer (FNR) - Disse reaktorene dispenserer med moderatorer og bruker i stedet såkalte raske nøytroner. De er mer effektive for energiproduksjon, men er dyrere å bygge.
  • Flytende atomkraftverk - Med unntak av skipbaserte atomreaktorer, er denne typen reaktorer bygget på store lektere som pleier å være fortøyd permanent.

Det er for tiden rundt 450 kommersielle kjernefysiske fisjoneringsreaktorer i drift over hele verden. Nittiåtte av disse er bare i USA, og det argumenteres for at de er en av de tryggeste og mest effektive energikildene i verden.

Hvordan produseres kjernekraft trinn for trinn?

Atomenergi utnyttes for å produsere elektrisitet i flere grunnleggende trinn. I de fleste tilfeller, i kommersielle reaktorer, følger det følgende trinn, mer eller mindre.

  1. Nøytroner kolliderer med drivstoffatomer (vanligvis uran) og splittes for å frigjøre nøytroner fra målatomet, som igjen kolliderer med andre drivstoffatomer, og forårsaker dermed en kjedereaksjon.
  2. Denne kjedereaksjonen kan kontrolleres ved hjelp av "kontrollstenger", som absorberer noen av nøytronene for å forhindre at systemet kommer ut av kontroll.
  3. Denne prosessen hever raskt reaktorens temperatur til et sted i størrelsesorden520 grader Fahrenheit (271 grader Celsius).
  4. Ved denne temperaturen blir kjølevæsken (vanligvis vann) raskt oppvarmet og fordampet til damp.
  5. Denne dampen blir deretter drevet eller pumpet til en stor turbin, og det produseres elektrisitet.
  6. Denne elektrisiteten brukes til å drive reaktoren og ledes til et elektrisk nett for kommersielt forbruk.

Fisjon er ikke den eneste typen atomreaksjon. Fusjonskraft kan teoretisk også brukes til å generere elektrisitet ved å bruke varme fra kjernefusjonsreaksjoner. I en fusjonsprosess kombineres to lettere atomkjerner for å danne en tyngre kjerne, som frigjør energi. Flere typer eksperimentelle fusjonsreaktorer er designet og konstruert, men ingen er for tiden kommersielt operative. For fusjonsreaktorer ville prosessen være litt annerledes.

  1. Drivstoffmateriale (som deuterium eller tritiumgass) injiseres i fusjonskammeret. For Tokamak-reaktorer er dette et smultringformet vakuumkar.
  2. Denne gassblandingen blir deretter oppvarmet til veldig høye temperaturer (100-tallet av millioner av grader). Ekstreme temperaturer av denne størrelsen oppnås ved en rekke metoder, men noen eksperimentelle fusjonsreaktorer bruker mikrobølger eller andre energikilder.
  3. Dette får drivstoffet til å ionisere og danne et plasma med nok energi til forhåpentligvis å tillate fusjon mellom atomer som holdes i nærheten av hverandre. Dette er lettere sagt enn gjort, da det oppnås ved hjelp av veldig sterke magnetfelt eller annen inneslutningsmetode.
  4. Når fusjonen er oppnådd frigjøres enorme mengder energi som deretter kan brukes til å overopphete kjølevæsken.
  5. Den resulterende dampen blir deretter brukt til å drive en turbin for å generere elektrisitet.

Mens forskere har vært i stand til å oppnå begrensede, inneholdende fusjonsreaksjoner, er prosessen svært energikrevende. Så langt har de alle oppnådd negativt energiutbytte, noe som betyr at de er dyrere å kjøre enn det de får i retur som generert energi.

Er kjernekraft og kjernekraft den samme?

Disse to begrepene, selv om de tilsynelatende er like, er faktisk ganske forskjellige i praksis.

Energi er "i fysikk, kapasiteten til å gjøre arbeid. Det kan eksistere i potensielle, kinetiske, termiske, elektriske, kjemiske, kjernefysiske eller andre forskjellige former. Det er dessuten varme og arbeid - dvs.energi i ferd med å overføre fra ett organ til et annet. "- Encyclopedia Britannica.

Makt er noe litt annerledes. "Kraftenheter er arbeid (eller energi) per tidsenhet, for eksempel fotpund per minutt, joule per sekund (eller watt) og ergs per sekund. Kraft kan uttrykkes også som produktet av kraften som brukes for å bevege seg et objekt og hastigheten på objektet i retning av kraften. " - Leksikon Britannica.

Når det gjelder bruk av kjernekraft og kraft, brukes begrepene ofte om hverandre. Men det er faktisk et subtilt, men viktig skille mellom de to.

Kjernekraft er teknisk sett kraften frigjort når et atom blir splittet gjennom fisjon. Dette uttrykkes vanligvis som megaelektronvolt (MeV).

Kjernekraft er teknisk sett det resulterende arbeidet produsert av et atomkraftverk over en gitt tid, vanligvis uttrykt som megawatt (MW) eller gigawatt (GW).

Hva er galt med kjernekraft?

Kjernekraft har lenge vært forkjempet som svaret på nesten ubegrenset energi. Men til tross for ivrig tidlig opptak og utvikling av kjernekraft, har den falt i unåde de siste årene.

Men hvorfor?

En av hovedårsakene kan være en tilsynelatende misforståelse av teknologien. I hodet til noen er det ofte forbundet med sine utrolig destruktive fettere, atomvåpen.

Et annet problem med kjernekraftens PR er de svært få, men utrolig spektakulære, atomulykker og hendelser som har funnet sted. Selv om kjernekraft generelt er et av de sikreste måtene å produsere energi på, går det galt når det går galt.

Ulykker som involverte kjernekraft har primært skyldes menneskelige feil, naturkatastrofer eller designfeil. Samtidig er selve teknologien en av de mest regulerte, miljø- og sikkerhetsbevisste næringene i verden.

Tidligere debatter nådde sitt høydepunkt i løpet av 70- og 80-tallet og handlet hovedsakelig om kjernefysisk spredning og sikkerhetsrisikoen i industrien. Men det har vært en gjenoppblomstring i debatten de siste årene knyttet til klimaendringene.

Mens mange har satt sin lit til fornybar teknologi for å dempe klimaendringene, har de på den kjernefysiske siden av debatten sagt at kjernefysisk er den beste måten å raskt avkarbonisere energibruken vår.

Atomkraft er en karbonfri høykraftkilde og til tross for tidligere ulykker uten tvil tryggere enn petroleumsbasert energiproduksjon. Allikevel er det fremdeles potensielt farlig for mennesker og planeten.

I tillegg er uranutvinning og raffinering energikrevende og svært forurensende, noe som kan oppveie fordelene med kjernekraft. Det er også problemer med sikker lagring og avhending av brukt atombrensel.

Det er gjort fremskritt innen lagring og gjenvinning av atomavfall. Nyere generasjon kraftverk tillater det store flertallet av dette avfallet å bli resirkulert. En annen interessant statistikk er at alt brukt drivstoff fra hvert atomkraftverk siden 1950-tallet bare ville fylle et rom på størrelse med en fotballbane til en dybde på rundt 9 meter.

Mye av dette avfallet lagres trygt i høyt regulerte og overvåkede depoter. I de fleste tilfeller,99% av dette avfallet forblir radioaktivt i mindre enn 300 år.

Andre bekymringer rundt kjernekraft inkluderer det faktum at det er dyrt å utvikle, må bygges nær en vannkilde (SMR kan være unntaket), og at det trekker ressurser fra utvikling av fornybar energi.

Som enhver debatt om ethvert emne, vil vi la deg komme til din egen konklusjon om saken. Men det som er klart, er at gitt økende bekymringer for klimaendringer, må det være en rettferdig og åpen debatt rundt fordeler og ulemper med atomkraft. Kjernekraft kan være en del av løsningen.


Se videoen: Thorium vs Uranium (Juli 2022).


Kommentarer:

  1. Breuse

    Many thanks for the information, now I will not admit such a mistake.

  2. Bagdemagus

    Virkelig, takk

  3. Dosne

    Selvfølgelig. Jeg er enig med deg.

  4. Male

    Faktisk og hvordan skjønte jeg ikke før

  5. Bent

    Nøyaktig! Jeg liker denne ideen, jeg er helt enig med deg.

  6. Lochlain

    Jeg beklager, men etter min mening begår du en feil. Skriv til meg i PM.



Skrive en melding