Ατομική Εγκατάσταση ή Ατομικός Σταθμός Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας

Μπορούμε να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια μέσω της πυρηνικής ενέργειας. Σε πυρηνικό σταθμό, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια μέσω πυρηνικής αντίδρασης. Εδώ, βαριά ραδιενεργά στοιχεία όπως το Ουράνιο (U235) ή το Θόριο (Th232) υποβάλλονται σε πυρηνική σχισμή. Αυτή η σχισμή γίνεται σε ένα ειδικό μηχάνημα που ονομάζεται αντιδραστήρας.

Τι είναι η πυρηνική σχισμή;

Στη διαδικασία σχισμής, τα πυρήνες βαριών ραδιενεργών ατόμων χωρίζονται σε δύο σχεδόν ίσα μέρη. Κατά τη διάρρηξη των πυρήνων, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτή η απελευθέρωση ενέργειας οφείλεται σε έλλειψη μάζης. Αυτό σημαίνει ότι η συνολική μάζα του αρχικού προϊόντος θα μειωθεί κατά τη σχισμή. Αυτή η απώλεια μάζης κατά τη σχισμή μετατρέπεται σε θερμότητα, σύμφωνα με την περίφημη εξίσωση του Άλμπερτ Αϊνστάιν.

Η βασική αρχή ενός πυρηνικού σταθμού είναι η ίδια με εναν συμβατικό θερμοηλεκτρικό σταθμό. Η μόνη διαφορά είναι ότι, αντί να χρησιμοποιείται η θερμότητα που παράγεται λόγω της καύσης ανθρακού, εδώ σε έναν πυρηνικό σταθμό, η θερμότητα που παράγεται λόγω της πυρηνικής σχισμής χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού από νερό στο καύσιμο. Αυτός ο ατμός χρησιμοποιείται για να κινήσει έναν ατμομηχανή.

Αυτή η ατμομηχανή είναι ο κύριος κινητήρας του αλτερνατόρα. Αυτός ο αλτερνατόρας παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Παρ' όλο που η διαθεσιμότητα του πυρηνικού καυσίμου δεν είναι μεγάλη, μια πολύ μικρή ποσότητα πυρηνικού καυσίμου μπορεί να παράγει μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.

Αυτή είναι η μοναδική ιδιότητα ενός πυρηνικού σταθμού. Ένα κιλό ουρανίου είναι ισοδύναμο με 4500 μετρικά τόνους υψηλής ποιότητας ανθρακά. Αυτό σημαίνει ότι η πλήρης σχισμή 1 κιλού ουρανίου μπορεί να παράγει τόση θερμότητα όση μπορεί να παράγει η πλήρης καύση 4500 μετρικών τόνων υψηλής ποιότητας ανθρακά.

Γι' αυτό, παρόλο που το πυρηνικό καύσιμο είναι πολύ πιο ακριβό, το κόστος πυρηνικού καυσίμου ανά μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας είναι ακόμη χαμηλότερο από το κόστος ενέργειας που παράγεται μέσω άλλων καυσίμων όπως ανθρακά και ντίζελ. Για να αντιμετωπιστεί η κρίση συμβατικών καυσίμων στη σημερινή εποχή, οι πυρηνικοί σταθμοί μπορούν να είναι οι πιο κατάλληλες εναλλακτικές.

Πλεονεκτήματα του Πυρηνικού Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας

1. Όπως είπαμε, η κατανάλωση καυσίμου σε αυτόν τον σταθμό είναι αρκετά χαμηλή και, ως εκ τούτου, το κόστος για την παραγωγή μιας μονάδας ενέργειας είναι αρκετά χαμηλότερο από άλλες συμβατικές μεθόδους παραγωγής ενέργειας. Η ποσότητα πυρηνικού καυσίμου που απαιτείται είναι επίσης λιγότερη.

2. Ένας πυρηνικός σταθμός καταλαμβάνει πολύ μικρότερο χώρο σε σύγκριση με άλλους συμβατικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας της ίδιας ικανότητας.

3. Αυτός ο σταθμός δεν απαιτεί πολλό νερό, επομένως δεν είναι απαραίτητο να κατασκευαστεί κοντά σε φυσικές πηγές νερού. Αυτός ο σταθμός δεν απαιτεί μεγάλη ποσότητα καυσίμου, επομένως δεν είναι απαραίτητο να κατασκευαστεί κοντά σε έναν ορυχείο ανθρακά ή σε μέρος όπου υπάρχουν καλές εγκαταστάσεις μεταφοράς. Λόγω αυτού, ο πυρηνικός σταθμός μπορεί να οικοδομηθεί πολύ κοντά στο κέντρο φορτίου.

4. Υπάρχουν μεγάλες αποθέσεις πυρηνικού καυσίμου παγκοσμίως, επομένως τέτοιες εγκαταστάσεις μπορούν να εγγυηθούν τη συνεχή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας για τα ερχόμενα χιλιάδες χρόνια.

Μειονεκτήματα του Πυρηνικού Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας

1. Το καύσιμο δεν είναι εύκολα διαθέσιμο και είναι πολύ ακριβό.

2. Το αρχικό κόστος κατασκευής ενός πυρηνικού σταθμού είναι αρκετά υψηλό.

3. Η εγκατάσταση και η επιχειρησιακή έναρξη αυτού του σταθμού είναι πολύ περίπλοκες και απαιτούν περισσότερη ειδίκευση από άλλους συμβατικούς σταθμούς.

4. Τα προϊόντα της σχισμής είναι ραδιενεργά και μπορεί να προκαλέσουν υψηλή ραδιενεργή ρύπανση.

5. Το κόστος συντήρησης είναι υψηλότερο και η απαραίτητη εργατική δύναμη για τη λειτουργία ενός πυρηνικού σταθμού είναι αρκετά μεγαλύτερη, καθώς απαιτούνται ειδικά εκπαιδευμένοι άνθρωποι.

6. Οι απότομες αλλαγές του φορτίου δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά από τους πυρηνικούς σταθμούς.

7. Επειδή τα προϊόντα των πυρηνικών αντιδράσεων είναι υψηλά ραδιενεργά, είναι ένα πολύ μεγάλο πρόβλημα η διάθεση αυτών των προϊόντων. Μπορούν να διατεθούν μόνο βαθιά μέσα στο έδαφος ή σε θάλασσα μακριά από την ακτή.

Διάφορα Συστατικά Πυρηνικού Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας

Ένας πυρηνικός σταθμός έχει κυρίως τέσσερα συστατικά.

1. Πυρηνικός αντιδραστήρας

2. Ανταλλακτήρας θερμότητας

3. Ατμομηχανή

4. Αλτερνατόρας

Ας συζητήσουμε αυτά τα συστατικά ένα ένα:

Πυρηνικός Αντιδραστήρας