โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP) ทำงานอย่างไร
วิธีหนึ่งในการต่อสู้กับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมคือการเปลี่ยนแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่สะอาดกว่า แหล่งข้อมูลเหล่านี้รวมถึงอย่างถูกต้องในปัจจุบัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP)… ในยุโรปเพียงแห่งเดียว ต้องขอบคุณโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ คาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าครึ่งพันล้านตันไม่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศทุกปี ซึ่งแน่นอนว่าจะกลายเป็นแหล่งกำเนิดมลพิษร้ายแรงหากได้รับพลังงานจากการเผาไหม้ไฮโดรคาร์บอน
ต้องขอบคุณโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ทำงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ทำให้บ้านและธุรกิจจำนวนมากทั่วโลกได้รับไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ สถานีต่างๆ ยังจ้างผู้เชี่ยวชาญจำนวนมาก และงานเหล่านี้เป็นงานที่ได้รับค่าตอบแทนอย่างเหมาะสม
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คืออะไร? มาดูกันว่ามันทำงานอย่างไรและทำงานอย่างไร
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP) เป็นประเภทหนึ่ง โรงไฟฟ้าพลังความร้อน.
แหล่งที่มาของพลังงานความร้อนที่สถานีเหล่านี้คือกระบวนการนิวเคลียร์ฟิชชันของอะตอมของยูเรเนียมและพลูโตเนียม ซึ่งเป็นแหล่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์หลักที่ดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สารหล่อเย็นที่ใช้คือน้ำหรือก๊าซที่สูบผ่านช่องทางเครื่องปฏิกรณ์และเครื่องกำเนิดไอน้ำ ไอน้ำที่ได้จะถูกส่งไปยังกังหันไอน้ำที่ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่นเดียวกับในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วไป
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกสร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตในปี 2497
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใด ๆ เป็นอุปกรณ์อุปกรณ์และโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าและสารพิเศษทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงที่นี่ - ยูเรเนียม-235… ในกระบวนการฟิชชันของนิวเคลียสของยูเรเนียม-235 พลังงานนิวเคลียร์จำนวนมหาศาลถูกปลดปล่อยออกมา ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นความร้อนและเปลี่ยนความร้อนเป็นไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย
นายกรัฐมนตรีนิวเคลียร์ — หัวใจของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เนื่องจากเต็มไปด้วยเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันที่ควบคุมได้ของยูเรเนียม-235 เกิดขึ้นภายในเครื่องปฏิกรณ์ นิวตรอนกระทำกับนิวเคลียสของยูเรเนียม-235 ที่ไม่เสถียร ทำให้สลายตัวและปลดปล่อยพลังงานออกมา
ข้อสรุปคือในนิวเคลียสของไอโซโทปยูเรเนียม-235 ที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ มีนิวตรอนสามตัวไม่เพียงพอสำหรับความเสถียร ดังนั้นนิวเคลียสของธาตุนี้จึงไม่เสถียรมากและแยกออกเป็นสองส่วนได้ง่าย มันก็คุ้มค่าที่นิวตรอนจะบินไปที่ ความเร็วระดับหนึ่งเพื่อชนเขา
ทันทีที่นิวตรอนดังกล่าวเข้าสู่นิวเคลียสที่ไม่เสถียร มันจะสลายตัวและปล่อยพลังงานออกมา แต่ในขณะเดียวกันก็มีนิวตรอนใหม่ 2-3 ตัวที่บินออกมาจากนิวเคลียสที่สลายตัวแล้ว พวกมันก็จะแยกนิวเคลียสอื่นๆ เป็นต้น — นี่คือปฏิกิริยาลูกโซ่ของฟิชชันจากนิวเคลียสของยูเรเนียม-235 และเพื่อป้องกันการระเบิด ต้องควบคุมนิวตรอนที่ทำหน้าที่เป็นฟิวส์ ไม่ให้ป้อนนิวตรอนเข้าไปในเชื้อเพลิงมากเกินไป
ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ติดตั้งโรงไฟฟ้าที่กำลังทำงานอยู่ พลังงานจะถูกสร้างขึ้นในองค์ประกอบเชื้อเพลิง (แท่งเชื้อเพลิง) ในกรณีที่ง่ายที่สุด องค์ประกอบของเชื้อเพลิงสามารถแสดงเป็นแท่ง (แกนกลาง) ที่มีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ (เช่น ยูเรเนียมไดออกไซด์) และหุ้มด้วยวัสดุโครงสร้างหุ้ม
ในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียสของยูเรเนียม ชิ้นส่วนของมันจะบินออกไปด้วยความเร็วสูง แต่แทบไม่ออกจากแกนกลาง เนื่องจากพวกมันจะช้าลงภายใน ถ่ายโอนพลังงานไปยังอะตอมและทำให้แกนกลางร้อนขึ้น
ความร้อนที่ปล่อยออกมาในแกนกลางของเซลล์เชื้อเพลิงคือพลังงานที่แปลงเป็นไฟฟ้าในกระบวนการที่ซับซ้อนของการแปลงในระบบแลกเปลี่ยนความร้อน-ไอน้ำ-เทอร์ไบน์-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เศษฟิชชันที่เคลื่อนที่ในแกนกลางของธาตุเชื้อเพลิงจะ "แทนที่" อะตอม ทำลายโครงสร้างผลึกของวัสดุที่พวกมันสร้างขึ้น และนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน ยิ่งองค์ประกอบเชื้อเพลิงทำงานในเครื่องปฏิกรณ์นานขึ้น คุณสมบัติของแกนกลางก็จะเปลี่ยนไปมากขึ้น เศษกัมมันตภาพรังสีก็จะสะสมมากขึ้น
เชื้อเพลิงถูกนำเข้าสู่โซนการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ ในหลอดพิเศษซึ่งวางอยู่ในโมเดอเรเตอร์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานนิวตรอนเป็นความร้อนได้ ในหน่วง แท่งจุ่มที่ทำจากวัสดุดูดซับนิวตรอน ควบคุมความเร็วของปฏิกิริยาได้อย่างแม่นยำมาก... ยิ่งยกแท่งสูงขึ้น นิวตรอนก็ยิ่งทำหน้าที่ในเชื้อเพลิงมากขึ้น ตามลำดับ ยิ่งลดระดับลงในเครื่องปฏิกรณ์มากเท่าไร ปฏิกิริยาก็จะดำเนินไปอย่างเข้มข้นน้อยลงเท่านั้น
แผนการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ Double-Loop Pressurized Water Reactor (VVER)
ตามภูมิศาสตร์แล้วเครื่องปฏิกรณ์ตั้งอยู่ ในโถงปฏิกรณ์ของอาคารหลักของ NPPนอกจากนี้ยังมีสระเก็บเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และเครื่องโหลด พื้นที่การทำงานที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้นจริงถูกสร้างขึ้นในเพลาคอนกรีตพิเศษที่ติดตั้ง ระบบควบคุม (เพื่อเลือกโหมดการทำงาน) และการป้องกัน เพื่อให้ในกรณีฉุกเฉิน ปฏิกิริยาสามารถหยุดได้อย่างรวดเร็ว
ความร้อนจากโซนการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะถูกกำจัดออกโดยใช้สารหล่อเย็นที่เป็นของเหลวหรือก๊าซที่ผ่านโดยตรงผ่านโซนการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ ความร้อนที่สะสมโดยสื่อความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังน้ำในเครื่องกำเนิดไอน้ำซึ่งมีไอน้ำเกิดขึ้น
ไอน้ำภายใต้แรงดันมหาศาลจะส่งพลังงานเชิงกลออกมา เครื่องกำเนิดกังหันซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าแล้วส่งต่อไป ของสายไฟ (สายไฟ) — ต่อผู้บริโภค มีการติดตั้งกังหันพร้อมกับเครื่องกำเนิดไอน้ำในโถงกังหันซึ่งกระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านสายไฟไปยังหม้อแปลงไฟฟ้าและจากนั้นไปยังสายไฟ
ในอาณาเขตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังมีอาคารที่เก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วไว้ในสระน้ำ และท่อขนาดใหญ่ในรูปแบบของหอคอยที่แคบลงด้านบนคือหอหล่อเย็น ซึ่งเป็นองค์ประกอบของระบบหล่อเย็นแบบหมุนเวียนที่รวมถึงบ่อหล่อเย็น (อ่างเก็บน้ำธรรมชาติหรือประดิษฐ์) และอ่างสเปรย์
อย่างไรก็ตาม ของเสียที่เกิดขึ้นหลังจากปฏิกิริยาจะถูกรีไซเคิลบางส่วน และส่วนที่เหลือจะถูกเก็บไว้ในภาชนะพิเศษที่ป้องกันเนื้อหาไม่ให้เข้าสู่สิ่งแวดล้อม ดังนั้นพลังงานนิวเคลียร์ในปัจจุบันจึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เองก็ไม่ปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ แถมยังมีขนาดกะทัดรัดและปลอดภัยอีกด้วย
ดูสิ่งนี้ด้วย: