原子力発電所:装置と環境への影響

NPP:過去から現在まで

原子力発電所は、電気エネルギーを生成するための機器と施設を組み合わせた企業です。この設備の特徴は熱を得る方法にあります。発電に必要な温度は、原子が崩壊する過程で発生します。

原子力発電所の燃料の役割は、質量数235(235 U)のウランによって行われることが最も多いです。まさにこの放射性元素が核連鎖反応をサポートすることができるので、それは原子力発電所で使われて、そしてまた核兵器で使われます。

原子力発電所の数が最も多い国

世界最大の原子力発電所

今日、世界31カ国で192基の原子力発電所が稼働しており、合計容量394GWの原子炉451基を使用しています。大多数の原子力発電所はヨーロッパ、北アメリカ、極東アジアおよび旧ソ連の領土にありますが、アフリカにはほとんどなく、オーストラリアおよびオセアニアにはまったくありません。他の41基の原子炉は1。5年から20年の間発電しておらず、そのうち40基は日本国内にある。

過去10年間で、47台の発電装置が世界で稼働しており、そのほとんどすべてがアジア(中国では26台)または東ヨーロッパで設置されています。現在建設中の原子炉の3分の2は、中国、インド、ロシアにあります。中国は、新たな原子力発電所建設のための最も野心的な計画を実施しており、世界中で約12以上の国が原子力発電所を建設中またはそれらの建設のためのプロジェクトを開発中である。

米国に加えて、原子力の分野で最も先進的な国のリストには以下が含まれます。

  • フランス。
  • 日本
  • ロシア。
  • 韓国です。

2007年、ロシアは世界初の浮体原子力発電所の建設を開始し、国の遠隔沿岸地域におけるエネルギー不足の問題を解決することを可能にしました。[12]。建設は遅れに直面した。さまざまな見積もりによると、最初の浮体原子力発電所は2018年から2019年に稼働する予定です。

米国、日本、韓国、ロシア、アルゼンチンを含むいくつかの国は、個々の産業、住宅団地、そして将来的には個々の住宅の熱および電力供給を目的として、約10〜20MWの容量の小型原子力発電所を開発している。核物質の漏洩の可能性を繰り返し減少させる安全な技術を使用して、小型の原子炉(例えば、Hyperion NPPを参照)を作成できると想定されている。[13]。アルゼンチンでは、1つの小型CAREM25原子炉の建設が進行中です。ミニ原子力発電所を使用した最初の経験は、ソ連(Bilibino NPP)によって得られました。

原子力発電所の動作原理

原子力発電所の動作原理は、原子炉(原子と呼ばれることもあります)の動作に基づいています。これは、エネルギーの解放とともに原子の分割が行われる特別なバルク設計です。

原子炉にはさまざまな種類があります。

  1. PHWR(別名「加圧重水型原子炉」)は、主にカナダとインドの都市で使用されています。それは水を基にしており、その式はD 2 Oです。それは冷却材と中性子減速材の両方の機能を果たす。効率は29%近くです。
  2. VVER(水冷式原子炉)現在、WWERはCIS、特にVVER-100モデルでのみ運用されています。反応器は33%の効率を有する。
  3. GCR、AGR(グラファイト水)。そのような反応器に含まれる液体は冷却剤として作用する。この設計では、中性子減速材はグラファイトであるため、その名前が付けられています。効率は約40%です。

装置の原理によれば、反応器もまた次のものに分けられる。

  • PWR(加圧水型原子炉) - 特定の圧力の下で水が反応を遅くし、熱を供給するように設計されています。
  • BWR(蒸気と水が水回路なしで装置の主要部分にあるように設計されている)。
  • RBMK(特に大容量のチャンネルリアクター)。
  • BN(システムは中性子の急速な交換により機能します)。

原子力発電所の構造とその構造原子力発電所はどのように機能しますか?

NPP装置

典型的な原子力発電所はブロックからなり、各ブロック内にはさまざまな技術的装置が配置されています。これらのユニットの中で最も重要なものは原子炉ホールとの複合体で、原子力発電所全体の操作性を保証します。それは以下の装置からなる。

  • 反応器;
  • 盆地(核燃料に貯蔵されている)
  • 燃料ローディングマシン。
  • 制御室(制御盤のブロック、それを利用してオペレータは核分裂の過程を観察することができます)。

この建物の後にはホールがあります。それは蒸気発生器を備えており、主なタービンです。それらのすぐ後ろには、地域の境界を越えて伸びるコンデンサと、送電線があります。

とりわけ、使用済み燃料用のプールを備えたユニットと冷却用に設計された特別なユニット(それらは冷却塔と呼ばれています)があります。さらに、スプレープールと自然の貯水池が冷却に使用されます。

原子力発電所の動作原理

すべてのNPPでは例外なく、3段階の電気エネルギー変換があります。

  • 熱への移行を伴う核。
  • 熱的、機械的に変わります。
  • 機械式、電気式に変換されます。

ウランは中性子をあきらめ、大量の熱を放出します。原子炉からのお湯は蒸気発生器を通ってポンプを通って汲み上げられ、そこでいくらかの熱を放出し、そして再び原子炉に戻る。この水は高圧下にあるので、それは液体状態のままです(最新のVVER反応器では、約330℃の温度で約160気圧)[7])蒸気発生器内では、この熱は二次回路の水に伝達され、それははるかに低い圧力(一次回路の半分以下の圧力)下にあり、従って沸騰する。結果として生じる蒸気は、蒸気タービンに入り、それが発電機を回転させ、次に復水器に入り、そこで蒸気が冷却され、凝縮して再び蒸気発生器に入る。凝縮器は、外部の開放水源(例えば、冷却池)からの水で冷却される。

第1および第2の回路の両方が閉じられており、これが放射漏れの可能性を減少させる。一次回路構造の寸法は最小にされ、それはまた放射の危険性を減少させる。蒸気タービンおよび復水器は一次回路の水と相互作用しないので、修理を容易にし、ステーションの解体中の放射性廃棄物の量を減らす。

NPP保護メカニズム

すべての原子力発電所は必然的に統合セキュリティシステムを備えています。例えば:

  • 局在化 - 事故が発生して放射線が放出された場合に有害物質の拡散を制限する。
  • 提供 - システムの安定動作のために一定量のエネルギーを供給する。
  • 管理者 - すべての保護システムが正常に機能することを確認するのに役立ちます。

加えて、原子炉は緊急時に衝突する可能性がある。この場合、反応器内の温度が上昇し続けると自動保護が連鎖反応を中断します。この措置はその後、原子炉を運転に戻すために深刻な修復作業を必要とするであろう。

危険な事故がチェルノブイリ原子力発電所で発生した後、その原因は不完全な原子炉設計であることが判明した後、彼らは保護対策にもっと注意を払うようになり、また原子炉の信頼性を高めるための設計作業を行った。

21世紀の大災害とその影響

ふくしま-1

2011年3月、日本の北東部は津波の原因となった地震に見舞われ、最終的には福島第一原発の6基の原子炉のうち4基が被害を受けました。

悲劇の2年以内に、事故での公式の死者数は1,500人を超えましたが、2万人は未だに未だ考慮されておらず、さらに30万人の住民が自宅を離れなければなりませんでした。

大量の放射線のために現場を離れることができなかった犠牲者がいました。彼らのために2日間の緊急避難が行われました。

それにもかかわらず、毎年、原子力発電所での事故を防止する方法、および緊急事態の中立化が改善されています - 科学は着実に進歩しています。それにもかかわらず、将来は明らかに代替的な発電方法の全盛期となるでしょう。特に、今後10年間で巨大サイズの太陽電池の出現が予想されるのは当然のことです。