Pangunahing Estasyon ng Paggamit ng Nukleyar o Planta ng Paggamit ng Nukleyar
Maaari nating lumikha ng electrical power sa pamamagitan ng nuclear power. Sa nuclear power station, ginagawa ang electrical power sa pamamagitan ng nuclear reaction. Dito, ang mga matibay na radioactive elements tulad ng Uranium (U235) o Thorium (Th232) ay pinapailalim sa nuclear fission. Ang fission na ito ay isinasagawa sa isang espesyal na aparato na tinatawag na reactor.
Ano ang nuclear fission?
Sa proseso ng fission, ang mga nuclei ng matibay na radioactive atoms ay binabago sa dalawang halos pantay na bahagi. Sa panahon ng pagbubura ng mga nuclei, malaking dami ng enerhiya ang inilalabas. Ang paglabas ng enerhiya ay dahil sa mass defect. Ibig sabihin, ang kabuuang masa ng unang produkto ay mababawasan sa panahon ng fission. Ang pagkawala ng masa sa panahon ng fission ay inilalipat sa heat energy ayon sa kilalang equation na itinalaga ni Albert Einstein.
Ang pangunahing prinsipyong ng isang nuclear power station ay pareho sa isang conventional thermal power station. Ang tanging pagkakaiba lamang ay, sa halip na gumamit ng init na nagsisilbing resulta ng coal combustion, dito sa isang nuclear power plant, ang init na nagsisilbing resulta ng nuclear fission ang ginagamit upang lumikha ng steam mula sa tubig sa boiler. Ang steam na ito ay ginagamit upang i-drive ang steam turbine.
Ang turbine na ito ang pangunahing mover ng alternator. Ang alternator na ito ang naglilikha ng electrical energy. Bagama't, ang availability ng nuclear fuel ay hindi masyadong marami ngunit ang kaunti na lang na dami ng nuclear fuel ay maaaring maglikha ng malaking dami ng electrical energy.
Ito ang unique na feature ng isang nuclear power plant. Isang kg ng uranium ay katumbas ng 4500 metric tons ng high-grade coal. Ibig sabihin, ang kumpletong fission ng 1 kg uranium ay maaaring maglikha ng sobrang dami ng init kung saan maaaring maiproduce ng kumpletong combustion ng 4500 metric tons high-grade coal.
Dahil dito, bagama't ang nuclear fuel ay mas mahal, ang cost per unit electrical energy ng nuclear fuel ay parin mas mababa kaysa sa cost ng energy na gawa sa ibang fuel tulad ng coal at diesel. Upang makatugon sa conventional fuel crisis sa kasalukuyang panahon, ang nuclear power stations ay maaaring ang pinakasuitable na alternatives.
Mga Advantages ng Nuclear Power Station
Tulad ng sinabi namin, ang fuel consumption sa power station na ito ay napakababa at dahil dito, ang cost para sa paggawa ng single unit ng energy ay mas mababa kaysa sa ibang conventional power generation methods. Ang dami ng nuclear fuel na kinakailangan ay maliit din.
Ang isang nuclear power station ay umaangkop sa mas maliit na lugar kumpara sa ibang conventional power stations ng parehong kapasidad.
Ang estasyon na ito ay hindi nangangailangan ng maraming tubig, kaya hindi ito kailangang itayo malapit sa natural sources ng tubig. Hindi rin ito nangangailangan ng malaking dami ng fuel, kaya hindi rin ito kailangang itayo malapit sa coal mine o sa lugar kung saan mayroong good transport facilities. Dahil dito, ang nuclear power station ay maaaring itayo malapit sa load center.
Mayroong malaking deposito ng nuclear fuel sa buong mundo kaya ang mga planta gaya nito ay maaaring tiyakin ang patuloy na supply ng electrical energy sa mga darating na libong taon.
Mga Disadvantages ng Nuclear Power Plant
Ang fuel ay hindi madaling makukuha at ito ay napakamahal.
Ang initial cost ng pagtatayo ng isang nuclear power station ay napakataas.
Ang erection at commissioning ng planta na ito ay mas komplikado at sophisticated kaysa sa ibang conventional power stations.
Ang by-products ng fission ay radioactive sa natura, at ito maaaring magdulot ng mataas na radioactive pollution.
Ang maintenance cost ay mas mataas at ang manpower na kailangan upang patakboin ang isang nuclear power plant ay mas mataas dahil ang specialist trained people ang kailangan.
Ang biglaang pagbabago ng load ay hindi maaaring tugunan ng epektibo ng nuclear plants.
Bilang by-products ng nuclear reactions ay highly radioactive, ito ay isang malaking problema para sa disposal ng mga by-products. Ito lamang maaaring itapon sa loob ng lupa o sa dagat malayo sa seashore.
Mga Component ng Nuclear Power Station
Ang isang nuclear power station ay may apat na pangunahing component.
Nuclear reactor
Heat exchanger
Steam turbine
Alternator
Hayaan nating talakayin ang mga component na ito isa-isa:
Nuclear Reactor
Sa isang nuclear reactor, ang Uranium 235 ay pinapailalim sa nuclear fission. Ito ay kontrolado ang chain reaction na simula kapag ang fission ay ginawa. Ang chain reaction ay dapat kontrolado, kung hindi, ang rate ng energy na inilalabas ay mabilis, maaaring may mataas na posibilidad ng explosion. Sa nuclear fission, ang nuclei ng nuclear fuel, tulad ng U235 ay binomba ng slow flow ng neutrons. Dahil sa bombarding na ito, ang nuclei ng Uranium ay nababawasan, na nagiging sanhi ng paglabas ng malaking dami ng heat energy at sa panahon ng pagbubura ng nuclei, ang ilang bilang ng neutrons ay inilalabas din.
Ang mga inilalabas na neutrons ay tinatawag na fission neutrons. Ang mga fission neutrons na ito ay nagiging sanhi ng karagdagang fission. Ang karagdagang fission ay lumilikha ng higit pang fission neutrons na muli ay nagpapabilis ng speed ng fission. Ito ay isang cumulative process.
Kung ang proseso ay hindi kontrolado, sa isang maikling panahon, ang rate ng fission ay naging napakataas, ito ay inilalabas ng napakalaking dami ng energy, maaaring may mapanganib na explosion. Ang cumulative reaction na ito ay tinatawag na chain reaction. Ang chain reaction na ito ay maaari lamang kontrolin sa pamamagitan ng pag-aalis ng fission neutrons mula sa nuclear reactor. Ang speed ng fission ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagbabago ng rate ng pag-aalis ng fission neutrons mula sa reactors.
Ang isang nuclear reactor ay isang cylindrical shaped stunt pressure vessel. Ang fuel rods ay gawa ng nuclear fuel, na ang Uranium moderates, na karaniwang gawa ng graphite cover ang fuel rods. Ang moderates ay binabagal ang neutrons bago ang collision sa uranium nuclei. Ang control rods ay gawa ng cadmium dahil ang cadmium ay isang malakas na absorber ng neutrons.
Ang control rods ay inilalagay sa fission chamber. Ang mga cadmium control rods na ito ay maaaring itulak pababa at itakbuhan bilang kinakailangan. Kapag ang mga rods ay itinulak pababa sapat, ang karamihan ng fission neutrons ay inabsorb ng mga rods, kaya ang chain reaction ay natitigil. Muli, habang ang controls rods ay itinakbuhan, ang availability ng fission neutrons ay naging higit na na nagpapataas ng rates ng chain reaction.
Kaya, malinaw na sa pamamagitan ng pag-adjust ng position ng control rods, ang rate ng nuclear reaction ay maaaring kontrolin at sa katunayan, ang paglikha ng electrical power ay maaaring kontrolin ayon sa demand ng load. Sa aktwal na practice, ang pagtulak at pagtakbuhan ng control rods ay kontrolado ng automatic feedback system ayon sa requirement ng load. Hindi ito kontrolado manu-mano. Ang init na inilalabas sa panahon ng nuclear reaction ay inilalabas sa heat exchanger sa pamamagitan ng coolant na binubuo ng sodium metal.
Heat Exchanger
Sa isang heat exchanger, ang init na inilalabas ng sodium metal ay inilalabas sa tubig at ang tubig ay inililipat sa high-pressure steam dito. Pagkatapos ng paglabas ng init sa tubig, ang sodium metal coolant ay bumabalik sa reactor sa pamamagitan ng coolant circulating pump.
Steam Turbine
Sa isang nuclear power plant, ang steam turbine ay gumagampan ng parehong papel bilang sa isang coal power plant. Ang steam ay nagdradrive ng turbine sa parehong paraan. Pagkatapos ng paggawa nito, ang exhaust steam ay pumapasok sa steam condenser kung saan ito ay kondensado upang magbigay ng puwang sa steam sa likod nito.
Alternator
