Как устроена гелиевая АЭС - новое слово в развитии ядерной энергетики


Несмотря на то, что современное человечество достигло высот в своем развитии, ученые все еще продолжают открывать все новые возможности. Это касается и ядерной энергетики. Ученые России и США ведут разработки по созданию принципиально новых атомных электростанций. Хотя сейчас все активнее используется энергия ветра, солнца и т.п. атомная энергия все-таки остается наиболее экологичной и экономичной. Но, наряду с достоинствами, есть у ядерной энергетики и недостатки. На традиционных АЭС остро стоит проблема утилизации отработанного ядерного топлива, ну и, конечно же, актуален вопрос безопасности, так аварии на АЭС приводят к катастрофическим последствиям.

Атомная электростанция представляет собой ядерную установку, в которой протекает ядерная реакция, находящаяся под контролем, в результате которой вырабатывается энергия. Основа АЭС - ядерный реактор (а порой даже несколько), а также комплекс систем, которые обеспечивают работу станции.

Реактор - основной элемент, в котором и происходит процесс расщепления урана под воздействием тепловых нейтронов. Для того, чтобы осуществлялась полная реакция с выделением тепла, требуется замедлитель нейтронов и теплоноситель, который отвечает за вывод тепла из реактора.

Идеями создания новых электростанций является:

- создание ядерного реактора, который охлаждается газообразным гелием и высокой степенью безопасности. Другими словами, при сильном нагреве реакция будет происходить слабо, вплоть до остановки;

- наиболее короткое превращение энергии в электричество. Будет использована газовая турбина замкнутого цикла Брайтона, при этом реактор и турбогенератор будут закрыты в капсулах под землей.

Исчезнет необходимость в нагромождении массы сооружений и устройств над поверхностью земли, а устройство самой АЭС упростится в несколько раз. А также сама собой отпадет вероятность утечки радиоактивных веществ, не нужны будут промежуточные теплоносители и громоздкие теплообменники.



Конструкцией гелиевой АЭС предусмотрено размещение всех узлов в специальных капсулах. И даже в случае отказа системы управления не будет вероятности расплавления топлива. В АЭС, созданной по такому принципу, все будет затухать и медленно остывать за счет того, что тепло рассеивается в грунт.

Топливо, необходимое для станции - оксид плутония или карбид и оксид урана, которые выполнены в форме небольших шариков (диаметром 0,2 мм), покрытые термостойкой керамикой. Параметры ядерного реактора в такой системе, при любых событиях, не позволят шарикам расплавиться. Использование гелия в качестве теплоносителя предоставляет ряд преимуществ. Во-превых, он инертный, поэтому не вызывает коррозии. Агрегатное состояние гелия не меняется. Также он не оказывает влияние на коэффициент роста числа нейтронов. Кроме того, его легко направлять в турбину. Сама турбина, вместе с теплообменниками и насосами, находится в капсуле, вращается она только а радиальных и осевых электромагнитных подшипниках. На случай аварии предусмотрены подшипники качения.

Особо хочется отметить теплообменники. Гелий, который охлаждает реактор, совершает в установке несколько петель, отдавая энергию при этом турбогенератору. Имеется также дополнительное охлаждение гелия при помощи воды. Но, даже в случае аварии, система может обойтись и без нее, реактор в любом случае не расплавится.

Основной результат всех предложенных новшеств - увеличение коэффициента полезного действия до 50 % (с имеющихся 32%), более полная отработка топлива (в результате - снижение количества радиоактивных отходов), упрощение конструкции и снижение стоимости ее возведения. Ну и, особенно важным пунктом является значительное увеличение степени безопасности на АЭС.
© 2011 - 2020 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено