Nuklearne elektrane

Matija Palčić N 2957

Sadržaj

Uvod Princip rada Sveobuhvatna sigurnost Pogodnosti , Mane Zaključak

UVOD

za elektranu snage 1.000 MW na bioulje potrebna je površina od 24.000 km2, za vjetar 100-200 km2, a za nuklearne elektrane do 1 km2.

nuklearno gorivo je u formi tableta dugih oko dva i pol centimetra. Jedna takva tableta može dati otprilike istu količinu energije kao i jedna tona ugljena

UVOD

Nuklearna energetika u svijetu

- Svijet ¨raspolaže¨ sa 444 reaktora

- Od toga broja većina pripada mnogoljudnim i daleko energetski zahtjevnijim zemljama poput SAD-a, Kine,Rusije,Velike Britanije, Francuske itd.

- Država koja proizvodi najveći udio svoje električne energije u nuklearnim elektranama je Francuska sa 75%

- na nuklearne reaktore otpada 18 % svjetske ukupne proizvodnje električne energije

- važno je napomenuti da je prosječan vijek reaktora 30 - 60 godina

Primjer Nuklearne ¨napućenosti¨ velikih zemaljaPrimjer Nuklearne ¨napućenosti¨ velikih zemalja- elektrane diljem SAD-a- elektrane diljem SAD-a

Nuklearne elektrane u Europi

Na udaljenosti do 1.000 km od teritorija Republike Hrvatske u pogonu se nalazi ukupno 40 nuklearnih elektrana.

Na lokacijama tih nuklearnih elektrana smještena su 92 energetska reaktora (1 do 6 reaktorskih jedinica po elektrani).

Najbliže teritoriju Hrvatske locirane su NE Krško (PWR, 707 MWe, Slovenija) i NE Paks (VVER, 3x460 +1x470 =1850 MWe, Mađarska)

UVOD

Razvoj nuklearne energetike

- razvoj je počeo prije II. svjetskog rata

- prvi nukearni reaktor na svijetu izgrađen je u SAD-u pod orkiljem vojnog projekta ¨Manhattan¨

- reaktor pod nazivom ¨Chicago pile 1¨ omogućuje prvu samoodržavajuću reakciju na svijetu – 2.12.1942

- 50 godina dvadesetog stoljeća počinje komercijalna upotreba

nuklearnih reaktora

Princip rada

Princip rada

Sama bit nuklearne reakcije je u proizvodnji izvjesne topline koja se zatim pretvara u konačan proizvod-električnu energiju.

Ta toplina se dobiva pomoču samoodržive kontrolirane lančane reakcije iz radioaktivnih elemenata koji nam koriste kao gorivo.

Princip rada

Cijela zamisao je bazirana na nuklearnoj reakciji koju nazivano fisija, odnosno reakciji cijepanja atoma na dva dijela koja se još i nazivaju fisijski fragmenti.

Pri tom procesu oslobađa se masivna količina toplinske energije koju mi daljnjim procesom pretvaramo u električnu energiju.

Kao gorivo nuklearne elektrane koriste plutonij ili uran.

Prirodni uran je potrebno obogatiti izotopom U-235 da bi ga mogli koristiti kao gorivo.

Prirodni uran- (izotop U-238 sa 99.3% udjela i izotop U-235 sa 0.7 % udjela)

Princip rada

U-238 apsorbira brze neutrone, U-235 se u sudarima sa sporim neutronima raspada na vrlo radioaktivne, fisijske produkte, a pri tom se oslobađa još brzih neutrona itd.

Princip rada

oslobođena energija u fisijama U i Pu pretvara se u toplinsku en. koja grije rashladno sredstvo koje svoju toplinsku en. predaje vodi koja se grije i prelazi u paru te odlazi do parne turbine.

Princip rada

Glavni dijelovi NENE :– reaktorska jezgra– gorivni element (gorivo)– rashladno sredstvo– parogenerator– sigurnosni sustavi

Tipovi elektrana

Nuklearne elektranae se djele prema tipu reaktora i vrsti goriva:

PWR (293) BWR (98) HWR (54) GCR (30) HTGR LMFBR

najbitnije dvije skupine reaktora su PWR i BWR te njihove inačice

snage im idu i do 1500MW

Sveobuhvatna sigurnost

Diljem Svijeta vlada općepoznata bojazan, štoviše predrasuda oko nuklearnih postrojenja koja se mora prebodriti za opće dobro svih žitelja Svijeta jer svidjelo se to nama ili ne nuklearna energija,odnosno energija samog atoma pretvara se u energiju budućnosti.

Usporedbe sa ostalim elektranama broj smrtnih slučajeva po milijardi proizvedenih kWh električne

energije:1. najveća je smrtnost kod hidroelektrana (101 slučaj po TWh) 2. termoelektrane na ugljen (39 slučajeva po TWh)3. termoelektrane na plin (10 slučajeva po TWh)4. NENE (1 slučaj po TWh - uključujući i černobiljsku nesreću)

Poznate nesreće

Nesreće u NENE Otok tri milje u SAD (1979.)

– oštećenje jezgre 1979. godine rezultiralo je iz niza nesretnih okolnosti u kojima su se događale pogreške na opremi i pogreške operatera

– doza zračenja izvan NENE nije prelazila razinu koja ugrožava stanovništvo Černobilj u Ukrajini (1986.)

– primarni je uzrok nesreće ljudska pogreška - niz narušavanja propisanih instrukcija i operativnih postupaka

– sekundarni se uzroci mogu sažeti u kategoriju nedostataka u projektu i izvedbi elektrane

– 31 žrtva neposredno nakon nesreće, više od 100.000 ljudi evakuirano VAŽNO je reći da za je za ovakve nesreće iskljućivo i jedino kriv

čovjek te njegova kriva prosudba a ne tehnološki čimbenik.

ČernobiljČernobilj

Sveobuhvatna sigurnost

Kada govorimo o sigurnosti NE, mi zapravo u širem smislu govorimo o ograničavanju ispuštanja radioaktivnih materijala u okoliš.

lakovodni reaktor (PWR) koji je danas najrašireniji u svijetu ne može eksplodirati kao atomska bomba.

Vrlo je važno napomenuti da pri samom ulasku u razmatranje NE, najvažnije je tj, prvo i osnovno pitanje sigurnosti.

Sveobuhvatna sigurnost

postoji više razina kojima se osigurava sigurnost NENE, a najrelevantnija je zaštita po dubini koja obuhvaća:

– fizičke barijere– administrativne mjere

fizičke barijere:fizičke barijere:– gorivni element (matrica) i njegova obloga– primarni rashladni krug– zaštitna posuda (kontejnment)– sustavi za zaštitno hlađenje reaktora– sustavi za zaštitu reaktorske posude itd.

administrativne mjere:administrativne mjere:– konzervativan projekt NE– sustavno školovanje operatora u elektrani– inspekcija i nadzor opreme– upravljanje i održavanje opreme sukladno određenim propisima itd.

Sveobuhvatna sigurnost

Kao i svi procesi proizvodnje energije iz neobnovljivih izvora i nuklearne elektrane proizvode otpad.

Radioaktivni otpad dijeli se na dvije osnovne kategorije: nisko-radioaktivni i visoko-radioaktivni otpad

Iako su nuklearne elektrane bezazlene za okoliš ukoliko se sve radi po pravilima, velika prijetnja okolišu je mogućnost katastrofe prilikom nepravilnog korištenja i skladištenja nuklearnog otpada.

Stoga se otpad skladišti po toćno određenim pravilima bez obzira bio to nisko ili visoko radioaktivni otpad.

Pogodnosti

NE su bezazlene za okoliš ukoliko se sve radi po pravilima.

NENE ne rade efekt staklenika, ne utječu na ozon.

NE ne proizvode ugljični dioksid. -konstantan, čist i pouzdan izvor energije.

Mane

Sa povećanjem broja država koje imaju nuklearne elektrane, povećao se i rizik da gorivo iz nuklearnih elektrana dođe do pojedinaca koji ga žele upotrijebiti za svrhe koje nisu mirnodopske.

U zadnje vrijeme je aktualan terorizam, a teroristi bi s nuklearnom tehnologijom mogli prouzročiti ogromnu nuklearnu katastrofu.

To se pogotovo odnosi na siromašne države bivšeg SSSR-a

Zaključak

- Nuklearna energija postaje energija budućnosti što se je moglo dobro osjetiti u zadnjih tridesetak godina. Upravo je njezina čistoća,konstantnost i pouzdanost rezultirala prelaženjem predrasuda koje su dovele do naglog procvata iskorištavanja energije samog atoma. Kako čovjek i ljudska rasa napreduje tako napreduje i znanost i glad čovjeka za novim spoznajama i načinima svladavanja prirode i njezinih resursa. Možemo bez straha reći da će jednog dana ljudska domišljatost i snalažljivost rezultirati postankom energije pristupačbe svima a sve je bilo počelo sa malim atomom i njegovim cijepanjem.