Što je nuklearna elektrana

Što je nuklearna elektrana

Nuklearna elektrana proizvodi električnu energiju koristeći nuklearne reakcije, uglavnom putem nuklearnog širenja.

Nuklearno širenje

Nuklearno širenje dijeli teške atome poput uranijuma na manje dijelove, oslobađajući veliku količinu energije.

Glavni komponenti

U procesu širenja, jezgra teških radioaktivnih atoma razbijaju se na dva skoro jednaka dijela. Tijekom ovog razbijanja jezgri, oslobađa se ogromna količina energije. Ovo oslobađanje energije je posljedica masnog defekta. To znači da bi ukupna masa početnog proizvoda smanjila tijekom širenja. Taj gubitak mase tijekom širenja pretvara se u toplinsku energiju prema poznatoj formuli Albert Einsteina.

Osnovni princip rada nuklearne elektrane isti je kao i konvencionalne termoelektrane. Jedina razlika je u tome što umjesto topline generirane izgoranjem ugljena, u nuklearnoj elektrani se koristi toplina generirana nuklearnim širenjem za proizvodnju pare iz vode u kotlu. Ta para koristi se za pogon parne turbine.

Ova turbina je glavni pogonski element alternatora. Taj alternator proizvodi električnu energiju. Iako je dostupnost nuklearnog goriva ograničena, vrlo mala količina nuklearnog goriva može proizvesti ogromnu količinu električne energije.

To je jedinstvena značajka nuklearne elektrane. Jedinica kilograma uranijuma ekvivalentna je 4500 metričnih tona visokokvalitetnog ugljena. To znači da potpuno širenje jednog kilograma uranijuma može proizvesti toliko topline koliko bi proizvelo potpuno izgoranje 4500 metričnih tona visokokvalitetnog ugljena.

Iako je nuklearno gorivo skuplje, troškovi proizvodnje električne energije po jedinici su niži od troškova proizvodnje ugljenom ili dizelom. Nuklearne elektrane predstavljaju prikladnu alternativu za rješavanje trenutne krize konvencionalnih goriva.

Prednosti

• Potrošnja goriva u nuklearnim elektranama je niska, čime se snižava trošak proizvodnje električne energije u usporedbi s drugim metodama. Nuklearne elektrane trebaju manje goriva.

• Nuklearna elektrana zauzima znatno manji prostor u usporedbi s drugim konvencionalnim elektranama iste snage.

• Ova elektrana ne zahtijeva puno vode, stoga nije nužno graditi postrojvu blizu prirodnih izvora vode. Također, ne zahtijeva veliku količinu goriva, stoga nije nužno graditi postrojvu blizu ugljenovog rudnika ili mjesta gdje su dostupne dobre prometne veze. Zbog toga, nuklearna elektrana može se izgraditi vrlo blizu centra opterećenja.

• Postoji velika količina nuklearnog goriva globalno, stoga takve postrojve mogu osigurati kontinuiranu dobavljanje električne energije tisućljećima unaprijed.

Nedostaci

• Gorivo nije lako dostupno i vrlo je skupo.

• Početni troškovi izgradnje nuklearne elektrane su vrlo visoki.

• Erekcija i upravljanje ovom postrojvom su mnogo složeniji i sofisticiraniji od drugih konvencionalnih elektrana.

• Proizvodi širenja su radioaktivni prirode, i mogu uzrokovati visoku radioaktivnu zagađenost.

• Troškovi održavanja su viši, a broj stručnjaka potrebnih za upravljanje nuklearnom elektranom je značajno veći jer su potrebni specijalno obučeni ljudi.

• Nuklearne elektrane ne mogu učinkovito prilagoditi se iznenadnim fluktuacijama opterećenja.

• Kao što su proizvodi nuklearnih reakcija visoko radioaktivni, to je veliki problem u odnosu na njihovo odlaganje. Mogu se odlagati duboko pod zemlju ili u more daleko od obale.