Nüvə energetik istismarı və ya Nüvə energetik sənayesi
Elektrik enerjiyi nüvə gücü vasitəsiylə yaratmaq mümkündür. nüvə elektrik stansiyasında, elektrik enerjisi nüvə reaksiyası vasitəsiylə yaradılır. Burada, Uran (U235) və ya Torium (Th232) kimi ağır radyoaktiv elementlər nüvə bölünməsinə məruz qalır. Bu bölünmə xüsusi cihazda, reaktorda edilir.
Nüvə bölünməsi nədir?
Bölünmə prosesində, ağır radyoaktiv atomların çekirdekləri iki təxminən bərabər hissəyə bölünür. Bu çekirdeklerin bölünməsi zamanı, çox böyük miqdarlı enerji buraxılır. Bu enerjinin buraxılması kütlə kəsiri ilə bağlıdır. Buna görə də, ilk məhsulun tam kütləsi bölünmə zamanı azalır. Bu kütlənin zədələnməsi, Albert Einstein tərəfindən qurulmuş ümumdə bilinən tənliyə əsasən isti enerjiyə çevrilir.
Nüvə elektrik stansiyasının əsas prinsipi, adi termal elektrik stansiyası ilə eynidir. Yeganə fərq ondadır ki, kömür yanması səbəbindən yaranan istidən istifadə etmək yerinə, burada nüvə bölünməsi səbəbindən yaranan isti suyun buharlaşmasına istifadə olunur. Bu buhar par buhar turbinasını sürətə gətirir.
Bu turbin alternatorun əsas hərəkdətçisidir. Alternator elektrik enerji yaratır. Nüvə yanacağın mövcudluğu çox deyil, lakin çox az miktardakı nüvə yanacağın böyük miqdarlı elektrik enerji yaradacağına imkan verir.
Bu, nüvə elektrik stansiyasının unikal özəlliyidir. Bir kg uran, 4500 metrik ton yüksək keyfiyyətli kömrəyə bərabərdir. Bu, bir kg uranın tam bölünməsi, 4500 metrik ton yüksək keyfiyyətli kömürün tam yanması kimi isti buraxa bilər.
Bu səbəbdən, nüvə yanacaqları çox bahalı olsa da, bir vahid elektrik enerji üçün nüvə yanacaqlarının qiyməti hələ də kömür və dizel kimi digər yanacaqlarla yaradılan enerjinin qiymətindən aşağıdır. Cari dövrün konvensional yanacaq krizini həll etmək üçün nüvə elektrik stansiyaları ən uyğun alternativlər ola bilərlər.
Nüvə Elektrik Stansiyasının Avantajları
Deyilən kimi, bu elektrik stansiyasında yanacaq istifadəsi çox aşağıdır və beləliklə, bir vahid enerji yaratmaq üçün maliyyət, digər konvensional elektrik enerji yaratma metodlarından daha aşağıdır. Tələb olunan nüvə yanacağın miqdarı da azdır.
Nüvə elektrik stansiyası, eyni qabiliyyətli digər konvensional elektrik stansiyalarına nisbətən daha az sahəni işgal edir.
Bu stansiya, çox su tələb etmir, buna görə də, natural su mənbələrinə yaxın inşa etmək lazımı deyil. Bu, çox miktarda yanacaqa ehtiyac duymur, buna görə də, kömür mağazasına və ya yaxşı nəqliyyat imkanlarına malik yerlərə yaxın inşa etmək lazımı deyil. Bu səbəbdən, nüvə elektrik stansiyası, yük mərkəzinə yaxın yerləşdirilə bilər.
Globalla nüvə yanacaqlarının böyük rezervləri var, buna görə də, belə stansiyalar gələcəkdən heç bir zaman bitməyən elektrik enerji təminatını təmin edə bilər.
Nüvə Elektrik Stansiyasının Məhdudiyyətləri
Yanacaq asanlıqla əldə edilə bilməz və çox bahalıdır.
Nüvə elektrik stansiyasının inşa edilməsi üçün başlanğıc maliyyət çox yüksəkdir.
Bu stansiyaların qurulması və komissiyaya verilməsi, digər konvensional elektrik stansiyalarından daha mürəkkəb və sofistikiyadır.
Bölünmə nəticəsində alınan məhsullar radyoaktivdir və bu, yüksək radyoaktiv zədələnməyə səbəb olmağa meyllidir.
Sərfəli maliyyət yüksəkdir və nüvə elektrik stansiyasını idarə etmək üçün tələb olunan işgücü də çoxdur, çünki xüsusi təlim almış insanlar tələb olunur.
Nüvə elektrik stansiyaları, yüklərin sıx intikamını effektiv şəkildə həll edə bilməz.
Nüvə reaksiyalarının nəticəsində alınan məhsullar radyoaktiv olduğu üçün, onların atılmasında çox böyük problem var. Onlar tikənə qədər dərin yerdə və ya dəniz sahilindən uzaq dənizdə atılmalıdır.
Nüvə Elektrik Stansiyasının Fərqli Komponentləri
Nüvə elektrik stansiyası əsasən dörd komponentə malikdir.
Nüvə reaktoru
İsti mübadiləçi
Buhar turbinası
Alternator
Hadi bu komponentləri bir-bir izləyərək danışaq:
Nüvə Reaktoru
Nüvə reaktorunda, U235 Uraniya nüvə bölünməsinə məruz qalır. Bu, bölünmə başlayanda başlayandan sonra zəncir reaksiyanı idarə edir. Zəncir reaksiyası idarə edilməlidir, aks halda enerjinin buraxılma sürəti tez olaraq, patlama riski artır. Nüvə bölünməsində, U235 kimi nüvə yanacaqların çekirdekləri yavaş neytronlarla bombardirlanır. Bu bombardırmadan səbəb olunur ki, Uraniyanın çekirdeği bölünsün, bu da böyük miqdarda isti enerji buraxılışına səbəb olur və çekirdeklərin bölünməsi zamanı, bir çox neytronlar da buraxılır.
Buraxılan bu neytronlar, fission neytronları adlanır. Bu fission neytronları daha da bölünməyə səbəb olur. Daha da bölünmə, daha çox fission neytronlarını yaratır və bu da yenidən bölünmənin sürətini artırır. Bu birikimli bir prosesdir.
Proses idarə edilməzse, çox qısa zamanda bölünmənin sürəti çox yüksək olaraq, böyük miqdarda enerji buraxılır və təhlükəli patlama ola bilər. Bu birikimli reaksiya, zəncir reaksiya adlanır. Bu zəncir reaksiyası, fission neytronlarının nüvə reaktordan çıxarılması yoluyla ancaq idarə edilə bilər. Fission neytronlarının çıxarılması sürətinin dəyişdirilməsi, fissionin sürətinin idarə edilməsinə imkan verir.
Nüvə reaktoru silindir formasında bir basınç qabıdır. Yanacaq çubukları, Uraniya kimi nüvə yanacaqlardan hazırlanır. Moderatör, adətən grafitdən hazırlanır və yanacaq çubuklarını örtür. Moderatör, Uraniya çekirdeklərinə çarpışmadan əvvəl neytronları yavaşlatır. İdarəetmə çubukları, neytronları çox güclü şəkildə emə bilən kadmiyumdan hazırlanır.
İdarəetmə çubukları, fission kamerasına daxil edilir. Bu kadmiyumdan olan idarəetmə çubukları, tələb olunduğu kimi aşağı salınaraq və ya yukarı çəkilərək idarə edilə bilər. Bu çubuklar kifayət qədər aşağı salındıqda, çoxlu fission neytronları bu çubuklar tərəfindən emilərək, zəncir reaksiya dayanır. İdarəetmə çubukları yukarı çəkiləndə, fission neytronlarının müsbətəti artar və bu da zəncir reaksiyanın sürətini artırır.
Buna görə, idarəetmə çubuklarının pozisiyasını ayarlayarak, nüvə reaksiyanın sürəti idarə edilə bilər və nəticədə, elektrik enerji yaratılması da yük tələblərinə əsasən idarə edilə bilər. Praktikada, idarəetmə çubuklarının aşağı salınması və ya yukarı çəkilmesi, yük tələblərinə əsasən avtomatik geri bildirim sistemi tərəfindən idarə edilir. Bu, əl ilə idarə edilmez. Nüvə reaksiyası zamanı buraxılan isti, sodi metalından ibarət soğutucu vasitəsi ilə isti mübadiləçiyə aparılır.
İsti Mübadiləçi
İsti
