Kitengo cha Nishati ya Nyuklia au Viwanda vya Nishati ya Nyuklia
Tunaweza kutengeneza nguvu ya umeme kwa njia ya nguvu ya nukli. Katika stesheni ya nguvu ya nukli, nguvu ya umeme huchapishwa kwa njia ya mzunguko wa nukli. Hapa, atomi za nukli zinazokuwa na uzito sana kama Uranium (U235) au Thorium (Th232) hutumiwa katika mzunguko wa nukli. Mzunguko huu unafanyika katika kitengo cha kipekee kinachoitwa reactor.
Nini ni mzunguko wa nukli?
Katika mchakato wa mzunguko wa nukli, nyuzi za atomi za nukli zinazokuwa na uzito sana zinaanguka kwa mbili tu. Wakati wa uangalizi huu, uwiano mkubwa wa nishati unapatikana. Upepo wa nishati huu unajulikana kwa sababu ya upungufu wa uzito. Hiyo inamaanisha kwamba jumla ya uzito wa bidhaa ya mwanzo itapungua wakati wa mzunguko. Upungufu huu wa uzito ukitema mzunguko unabadilika kuwa nishati ya moto kulingana na hesabu muhimu iliyoandaliwa na Albert Einstein.
Mwongozo msingi wa stesheni ya nguvu ya nukli ni sawa na stesheni ya nguvu ya moto ya kawaida. Tofauti moja ni kwamba, badala ya kutumia moto ulioundwa kutokana na maghasira ya mvuke, hapa katika eneo la nukli, moto ulioundwa kutokana na mzunguko wa nukli unatumika kutengeneza chumvi kutoka maji katika boiler. Chumvi hiki hutumika kudhibiti turbine ya chumvi.
Turbine hii ni mhusika msingi wa alternator. Alternator huyu hutengeneza nishati ya umeme. Ingawa, upatikanaji wa matriki ya nukli si wingi lakini wingi wa matriki ya nukli unaweza kutengeneza uwiano mkubwa wa nishati ya umeme.
Hii ni kinga kamili ya eneo la nukli. Kilo moja la uranium ni sawa na mita tano elfu ya mvuke wa daraja juu. Hiyo inamaanisha kwamba mzunguko kamili wa kilo moja la uranium unaweza kutengeneza moto kama ambao unaweza kutengenezwa kutokana na maghasira kamili ya mita tano elfu ya mvuke wa daraja juu.
Kwa hivyo, ingawa matriki ya nukli ni rahisi zaidi, gharama ya matriki ya nukli kwa kila vizio vya nishati bado ni chache kuliko gharama ya nishati yaliyotengenezwa kwa njia ya matriki mingine kama mvuke na mafuta. Kutumaini kwenye dharura ya matriki ya kawaida katika zamani hii, stesheni za nguvu ya nukli zinaweza kuwa matumizi bora zaidi.
Faida za Stesheni ya Nguvu ya Nukli
Kama tulivyosema, matumizi ya matriki katika stesheni hii ni chache sana na kwa hiyo, gharama ya kutengeneza vizio moja ya nishati ni chache kuliko njia za kawaida za kutengeneza nishati. Idadi ya matriki ya nukli inayohitajika pia ni chache.
Stesheni ya nguvu ya nukli huenda kwenye nchi chache sana kilingana na stesheni nyingine za kawaida za uwezo sawa.
Stesheni hii haihitaji maji mengi, kwa hiyo si muhimu kutengeneza eneo karibu na chombo cha maji. Pia haihitaji miktadha ya matriki, kwa hiyo si muhimu kutengeneza eneo karibu na viwanja vya mvuke au sehemu ambayo usafiri mzuri unapatikana. Kwa sababu hiyo, stesheni ya nguvu ya nukli inaweza kutengenezwa karibu na kituo cha mizigo.
Kuna miktadha mengi ya matriki ya nukli duniani, kwa hiyo stesheni hizi zinaweza kutengeneza nishati ya umeme endelea kwa miaka mingi.
Maoni ya Stesheni ya Nguvu ya Nukli
Matriki haipatikani rahisi na ni ghali sana.
Gharama ya awali ya kutengeneza stesheni ya nguvu ya nukli ni ghali sana.
Ukubalishwa na kutengeneza eneo hili ni ngumu na vinavyoonekana zaidi kuliko stesheni nyingine za kawaida.
Bidhaa za mzunguko wa nukli ni za radioshini na yanaweza kusababisha utaratibu wa radioshini mkubwa.
Gharama ya huduma ni juu na watu wenye ujuzi wanahitajika kupitia stesheni ya nukli ni wengi sana kwa sababu watu wenye ujuzi wa kutosha wanahitajika.
Mabadiliko hayo ya mizigo hayawezi kutumaini kwa ufanisi na stesheni za nukli.
Kwa sababu bidhaa za mzunguko wa nukli ni za radioshini, ni shida kubwa kutengeneza maeneo haya. Yanaeleweka kuwa yanaweza kutengenezwa ndani ya ardhi au bahari mbali sana kutoka pwani.
Vyanzo Vidogo vya Stesheni ya Nguvu ya Nukli
Stesheni ya nguvu ya nukli ina vyanzo vidogo vitafuli.
Reactor ya nukli
Mchanganyiko wa moto
Turbine ya chumvi
Alternator
Hebu tuongee kuhusu vyanzo hivi moja kwa moja:
Reactor ya Nukli
Katika reactor ya nukli, Uranium 235 hutumika kwa mzunguko wa nukli. Huondokana mzunguko wa mtaani unaanza wakati mzunguko unafanyika. Mzunguko huu lazima uondokee, vinginevyo kiwango cha nishati kilichopatikana kitakuwa kwa haraka, na kuna fursa ya upigaji mkubwa. Katika mzunguko wa nukli, nyuzi za matriki ya nukli kama U235 hutumika kwa mzunguko wa neutrons wa polepole. Kwa sababu ya mzunguko huu, nyuzi za Uranium hunyang'anya, ambayo husababisha kutoka nishati ya moto mkubwa na wakati wa uangalizi wa nyuzi, neutrons kadhaa pia hutoka.
Neutrons hizi zinaitwa fission neutrons. Fission neutrons hizi zinaweza kutengeneza mzunguko zaidi. Mzunguko zaidi zinaweza kutengeneza fission neutrons zaidi ambazo zinaweza kurusha mzunguko wa fission. Hii ni mchakato wa kusambaza.
Ikiwa mchakato huu hautondokee, wakati mfupi kiwango cha mzunguko kitakuwa cha haraka, itatoka nishati ya wingi, kuna fursa ya upigaji mkubwa. Mzunguko huu wa kusambaza unatafsiriwa kama mzunguko wa mtaani. Mzunguko huu wa mtaani unaweza tu kuondokea kwa kuondoka fission neutrons kutoka reactor ya nukli. Kiwango cha mzunguko unaweza kuondokea kwa kubadilisha kiwango cha kuondoka fission neutrons kutoka reactor.
Reactor ya nukli ni silindri aina ya silaha ya sharti. Virodha vya matriki vya nukli vilivyotengenezwa kwa Uranium moderates, ambayo mara nyingi yavuliwa kwa graphite vilivuambia virodha vya matriki. Moderates huongeza neutrons kabla ya mapambano na nyuzi za Uranium. Virodha vya msaada vilivyotengenezwa kwa cadmium kwa sababu cadmium ni msingi mzuri wa kutumia neutrons.
Virodha vya msaada vilivyotengenezwa kwa cadmium vilivyovuliwa kwa fission chamber. Virodha hivi vilivyotengenezwa kwa cadmium vilivyoweza kutengenezwa chini na juu kulingana na hitaji. Waktu vilivyotengenezwa kwa cadmium vilivyochukuliwa chini sana, fission neutrons wingi zinatumiwa na virodi hivi, kwa hiyo mzunguko wa mtaani hutokomeza. Mara nyingine, wakati vilivyotengenezwa kwa cadmium vilivyochukuliwa juu, upatikanaji wa fission neutrons unabadilika, ambayo huchanganya kiwango cha mzunguko wa mtaani.
Kwa hiyo, ni wazi kwamba kwa kubadilisha neko ya virodi vya msaada, kiwango cha mzunguko wa nukli unaweza kuondokea na kwa hiyo kutengeneza nishati ya umeme kulingana na hitaji wa mizigo. Katika mchakato wa kweli, kuchukua na kuhamisha virodi vya msaada huondokana kwa mtazamo wa mtaani kulingana na hitaji wa mizigo. Haiondokane kwa mikono. Moto unaoondoka wakati wa mzunguko wa nukli unapelekwa kwa mchanganyiko wa moto kwa njia ya coolant ambayo ina metali ya sodium.
Mchanganyiko wa Moto
Katika mchanganyiko wa moto, moto unaopelekwa kwa sodium metal anasambazwa katika maji na maji huanza kuwa chumvi cha sharti. Baada ya kutoka moto katika maji, coolant ya sodium metal kunarudi kwa reactor kwa njia ya pump ya coolant.
Turbine ya Chumvi
