Принцип работы атомных электростанций: как устроены реакторы

В ядерных реакторах происходит распад Урана-235, и в рамках этого процесса выделяются огромные объемы тепловой энергии. Вода в результате закипает, и пар под сильнейшим давлением начинает крутить турбину, вращающую электрогенератор. Последний в свою очередь обеспечивает выработку электричества.

Уран-235 является одним из изотопов урана. Главное его отличие от простого урана заключается в следующем: в составе ядра отсутствуют три нейтрона, оно становится в итоге менее стабильным, и происходит его распад надвое вследствие воздействия нейтрона, врезающегося на высокой скорости.

Вылетают при этом еще два или три нейтрона: им свойственно оказываться в другом ядре Урана-235 и расщеплять его. Далее – по цепочке, что, собственно, и есть ядерная реакция, пояснили эксперты.

Как сейчас устроены атомные реакторы: управляемая реакция

Цепная ядерная реакция без управления будет чересчур быстрой, и в результате речь пойдет о настоящем ядерном взрыве. Именно по этой причине весь процесс непременно должен быть контролируемым. Специалисты отмечают: за происходящим нужно внимательно следить, поскольку распад урана ни в коем случае не должен быть быстрым.

Ядерное топливо, находящееся в трубках из металла, помещается в вещество, главное предназначение которого заключается в замедлении нейтронов с последующим переводом кинетической энергии в тепловую. Вещество, о котором идет речь, так и называется – замедлитель.

Скорость реакции – тоже под контролем. Для управления ею в вещество-замедлитель погружаются стержни из материала, который поглощает нейтроны. При поднятии стержни начинают улавливать меньшую численность нейтронов, и реакция становится более быстрой. Когда же стержни опускают, реакция вновь замедляется.

Дело техники

В тот момент, когда ядро распадается, оно раскалывается надвое и разлетается с колоссальной скоростью, однако, недалеко — обе его части ударяются о ближайшие атомы, и в результате происходит превращение кинетической энергии в тепловую.

Впоследствии это тепло используется для нагревания воды, и она становится паром. В свою очередь пар раскручивает турбину, а он начинает крутить генератор, вырабатывающий электричество. Специалисты поясняют: все происходит так же, как и в случае с обычной тепловой электростанцией, которая функционирует на угле.

«Смешно, но вся эта ядерная физика, изотопы урана, цепные ядерные реакции — все для того, чтобы вскипятить воду», — подытожили эксперты.

Результаты работы ядерного реактора

Результатом работы ядерных реакторов становится образование радиоактивных отходов. Определенная их часть идет на переработку для последующего применения, а отдельные объемы отправляют в специальные хранилища – во избежание причинения вреда окружающей атмосфере и людям.

Однако, невзирая на все это, ядерную энергию считают сегодня одной из наиболее экологически чистых. Результатом деятельности АЭС не становятся выбросы в атмосферу, они нуждаются в небольших объемах топлива и, что немаловажно, занимают немного места. Другими словами, при грамотной эксплуатации речь идет о безопасности.

Читайте также: Новые АЭС в России: программа строительства