Kernekraftavængi eða kernekraftverk
Vi getum höfuðorð við átök af kjarnorku. Í kjarnorkustöð, er orka framleidd með kjarnareyndingu. Hér eru þungir geislaréttandi stafir eins og Úran (U235) eða Thorium (Th232) fyrir kjarnasprenging. Þessi sprenting fer fram í sérstakri tæki sem kallast reaktor.
Hvað er kjarnasprenting?
Í sprentingarferlinu birst kjarnir tunga geislaréttanda stafa í tvær nálægur jafn hluti. Á meðan þessi kjarnir birst, er mikil mengun orku frásett. Þessi frásetning orku er vegna massaófrjálshæðingar. Það merkir að heildarmassi upphaflega efni myndist minna á meðan sprenting fer fram. Þessi massatap á meðan sprenting fer fram er breytt í hitaorku samkvæmt vinsælu jöfnu Albersts Einsteins.
Grundvallarreglan kjarnorkustöðvar er sömu og í venjulegri varmorkustöð. Eina munurinn er að í stað þess að nota hita sem myndast vegna kolabrennu, er hér í kjarnorkuvirkjun notuð hita sem myndast vegna kjarnasprentingar til að framleiða drif úr vatni í ketill. Þessi drif er notuð til að dreifa dreifavél.
Þessi dreifavél er aðalvirki alternator. Þessi alternator framleiðir elektrísk orku. Þó að fjöldi kjarnabrensna sé ekki mikið, þá myndast mikil mengun elektrískar orkur af litlu mengi kjarnabrensna.
Þetta er einstaka eiginleiki kjarnorkuvirkju. Eitt kg úrans er jafnt og 4500 metr tonn háeinkennilegs kolabrensna. Það merkir að fullkominn sprenting 1 kg úrans myndi framleiða sama mengun hita sem fullkominn brenning 4500 metr tonn háeinkennilegs kolabrensna.
Af þessum ástæðum, þó að kjarnabrensna sé dýrari, þá er kostnaður kjarnabrensna fyrir einingar elektrískar orku ennþá lægri en kostnaður orku framleidd með öðrum brensnum eins og kol og diesel. Til að möt vera við venjulega brensnavandamál í núverandi öld, geta kjarnorkustöðvar verið mest viðeigandi valkostir.
Forsendur kjarnorkustöðvar
Svo sem við söllum, er brensnu notkunin í þessari verkstæði mjög lág og því er kostnaður fyrir að framleiða einingar orku mjög lægri en aðrar venjulegar orkugjöf. Mengi kjarnabrensna sem krafist er líka lág.
Kjarnorkustöð tekur upp miklu minna pláss heldur en aðrar venjulegar orkustöðvar með sama kapasíti.
Þessi verkstæð hefur ekki mikla vatns, svo það er ekki nauðsynlegt að byggja verkstæð nálægt náttúrulegum vatnsuppsprettum. Það hefur ekki mikla brensnu, svo það er ekki nauðsynlegt að byggja verkstæð nálægt kolgrafi eða stað þar sem góða transportafl er tiltæk. Af þessu má segja að kjarnorkustöð geti verið stofnuð nær að lastamiðju.
Það eru stór menningar kjarnabrensna um allan heim, svo að slíkar verkstæð geta tryggt óbundið gengi elektrískar orku fyrir næstu þúsund ár.
Úrslit kjarnorkuvirkju
Brensna er ekki auðvelt fáanleg og er mjög dýrt.
Uppbyggingarkostnaður kjarnorkustöðvar er mjög hátt.
Erecting og kommissioning þessa verkstæð er mikið flóknara og sofistikerað en aðrar venjulegar orkustöðvar.
Sprentingardeildar eru geislaréttandi í námi sínu, og geta valdið hár geislaréttandi órensku.
Viðhaldskostnaður er hærri og mannvirkjaskrá sem krefst til að keyra kjarnorkuvirkju er mjög hærri þar sem kerfið krefst sérfræðilegra kennda fólks.
Plötuð skipti á laufi geta ekki verið efnað við skilvirklega af kjarnavirkjunum.
Vegna þess að deildar kjarnareyndinga eru hár geislaréttandi, er mikil vandamál við að kasta þessum deildum. Það er aðeins hægt að kasta þeim djúpt inn í jarðvegg eða í sjóð fjarlægð frá strönd.
Mismunandi hlutar kjarnorkustöðvar
Kjarnorkustöð hefur aðallega fjóra hluta.
Kjarnareactor
Hitaveitisskipti
Drifavél
Alternator
Látum okkur ræða þessa hluti einn fyrir öðrum:
Kjarnareactor
Í kjarnareactor er Úran 235 fyrir kjarnasprenting. Hann stýrir kjarnakeðju sem byrjar þegar sprenting fer fram. Kjarnakeðjan verður að vera stýrð annars verður raðin orku hröð, það gæti verið hættu af sprengingu. Í kjarnasprentingu eru kjarnir kjarnabrensna, eins og U235 dreift af hægri straum neutróna. Vegna þessarar dreifingar birst kjarnir Úrans, sem valdi frásetningu stórar hitaorku og við birst kjarna, eru fleiri neutróna gefnir út.
Þessir gefnir út neutrónar eru kölluð sprentinganeutrónar. Þessir sprentinganeutrónar valda frekari sprentingu. Frekari sprentingu býr til frekari sprentinganeutróna sem aftur hröttar sprentinguna. Þetta er summaferli.
Ef ferlið er ekki stýrt, verður raðin orku svona hröð, að það myndi gefa út svona mikið orku, að það gæti verið farlig sprenging. Þetta summaferli er kölluð kjarnakeðja. Þessi kjarnakeðja getur aðeins verið stýrð með því að fjarlægja sprentinganeutróna úr kjarnareactor. Hröðun sprentingar getur verið stýrð með því að breyta hæði fjarlægðar sprentinganeutróna úr reaktor.
Kjarnareactor er silindralagur stöðvihryggur. Brensnu stangarnar eru gerðar af kjarnabrensnu, það er Úran, sem er almennilega ofanborðað grafít. Moderators hægna neutróna áður en þeir snest kjarnir Úrans. Stýringarstangarnar eru gerðar af cadmium vegna þess að cadmium er sterkt absorbera neutróna.
Stýringarstangarnar eru settar í sprentingarherbergi. Þessar cadmium stýringarstangar geta verið huggnar niður og halað upp eins og þarf. Þegar þessar stangar eru huggnar niður nóg, eru flestir sprentinganeutrónar absorbert af þessum stangum, svo kjarnakeðjan stoppar. Aftur, þegar stýringarstangarnar eru halaðar upp, verður fleiri sprentinganeutrónar tiltæk, sem hröttar kjarnakeðju.
Þannig er klart að með því að stilla stöðu stýringarstanganna, getur raðin kjarnareyndingar verið stýrð og sem eftirfarandi framleiðsla elektrískar orku verið stýrð eftir laufi þarf. Í raunverulegu er hugging og halning stýringarstangar stýrð af sjálfvirkum feedback kerfi eftir þörf laufs. Það er ekki stýrt handvirkt. Hitinn sem gefinn út við kjarnareynding er brott farið til hitaveitisskiptis með neðanverða þar sem kylir sem samanstendur af natrium.
Hitaveitisskipti
Í hitaveitisskipti er hitinn sem farið með natrium dreift í vatn og vatn er breytt í hátryggt drif hér. Eftir að gefa út hita í vatn kemur natrium kylir aftur til reaktors með kylir pumpa.
Drifavél
