Πώς απελευθερώνεται η ενέργεια με τη διάσπαση των ατομικών πυρήνων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας;
1. Πυρηνική σχάση:
* Η διαδικασία: Τα άτομα ουρανίου βομβαρδίζονται με νετρόνια. Αυτό προκαλεί τη διάσπαση του πυρήνα του ατόμου ουρανίου, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή θερμότητας και περισσότερων νετρονίων. Αυτά τα νετρόνια μπορούν στη συνέχεια να προκαλέσουν περαιτέρω αντιδράσεις σχάσης, δημιουργώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση.
* Ελεγχόμενη αλυσιδωτή αντίδραση: Οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιούν ελεγχόμενες αλυσιδωτές αντιδράσεις. Οι ράβδοι ελέγχου που κατασκευάζονται από υλικά που απορροφούν τα νετρόνια χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση του ρυθμού σχάσης και την πρόληψη του αντιδραστήρα από την υπερθέρμανση.
2. Δημιουργία θερμότητας:
* Μεταφορά θερμότητας: Η θερμότητα που παράγεται από σχάση μεταφέρεται σε νερό, δημιουργώντας ατμό.
* Αντιδραστήρα νερού υπό πίεση (PWR): Ο πιο συνηθισμένος τύπος πυρηνικού αντιδραστήρα χρησιμοποιεί ένα σύστημα κλειστού βρόχου. Η αντίδραση σχάσης θερμαίνει το νερό σε έναν πυρήνα του αντιδραστήρα, αλλά αυτό το νερό δεν μετατρέπεται άμεσα σε ατμό. Το ζεστό νερό στη συνέχεια ρέει μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας, μεταφέροντας τη θερμότητα του σε ξεχωριστό βρόχο νερού όπου παράγεται ατμός.
* αντιδραστήρας βρασμού νερού (BWR): Σε αυτόν τον τύπο, το νερό στον πυρήνα του αντιδραστήρα βράζει απευθείας στον ατμό.
3. Ατμοστρόβιλος:
* περιστροφή στροβίλου: Ο ατμός υψηλής πίεσης κατευθύνεται ενάντια στις λεπίδες ενός ατμοστρόβιλου, προκαλώντας την περιστροφή του.
* Μηχανική ενέργεια: Η περιστροφή του στροβίλου είναι μια μορφή μηχανικής ενέργειας.
4. Γεννήτρια:
* Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας: Ο περιστρεφόμενος άξονας του στροβίλου συνδέεται με μια γεννήτρια. Η γεννήτρια χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική επαγωγή για να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια του στροβίλου σε ηλεκτρική ενέργεια.
5. Ηλεκτρικό πλέγμα:
* Διανομή: Στη συνέχεια, η ηλεκτρική ενέργεια αποστέλλεται μέσω μετασχηματιστών για να αυξήσει την τάση της για αποτελεσματική μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτή η ηλεκτρική ενέργεια ρέει στη συνέχεια στο εθνικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, όπου μπορεί να διανεμηθεί σε σπίτια και επιχειρήσεις.
Βασικά σημεία:
* Ασφάλεια: Οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής διαθέτουν αυστηρά πρωτόκολλα ασφαλείας και πολλαπλά στρώματα περιορισμού για την πρόληψη ατυχημάτων.
* απόβλητα: Οι πυρηνικοί σταθμοί παραγωγής ραδιενεργών αποβλήτων που πρέπει να αποθηκεύονται με ασφάλεια για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
* Καθαρή ενέργεια: Η πυρηνική ενέργεια είναι μια πηγή ενέργειας χαμηλού άνθρακα, που παράγει αέρια θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.
* Πυρηνική σύντηξη: Παρόλο που δεν χρησιμοποιείται ακόμα ευρέως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η πυρηνική σύντηξη (συνδυασμός ατόμων) έχει τη δυνατότητα να είναι μια ακόμη καθαρότερη και αποτελεσματικότερη πηγή ενέργειας από τη σχάση.
