محطة الطاقة النووية – مجردة. فيزياء تطبيقات محطات الطاقة النووية

محطة الطاقة النووية عبارة عن مجمع من الأنظمة والأجهزة والمعدات والهياكل اللازمة لإنتاج الطاقة الكهربائية. وتستخدم المحطة اليورانيوم 235 كوقود. إن وجود مفاعل نووي يميز محطات الطاقة النووية عن محطات الطاقة الأخرى.

في محطات الطاقة النووية هناك ثلاثة تحولات متبادلة لأشكال الطاقة

الطاقة النووية

يذهب إلى الحرارة

طاقة حرارية

يذهب إلى الميكانيكية

الطاقة الميكانيكية

تحويلها إلى الكهربائية

1. تتحول الطاقة النووية إلى طاقة حرارية

أساس المحطة هو المفاعل - وهو حجم مخصص هيكليًا يتم تحميل الوقود النووي فيه ويتم فيه التفاعل المتسلسل المتحكم فيه. ينشطر اليورانيوم 235 بواسطة النيوترونات البطيئة (الحرارية). ونتيجة لذلك، يتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة.

مولد البخار

2. تتحول الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية

تتم إزالة الحرارة من قلب المفاعل بواسطة مبرد - مادة سائلة أو غازية تمر عبر حجمه. تُستخدم هذه الطاقة الحرارية لإنتاج بخار الماء في مولد البخار.

مولد كهربائي

3. يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية

يتم توجيه الطاقة الميكانيكية للبخار إلى مولد توربيني، حيث يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية ومن ثم تمريرها عبر الأسلاك إلى المستهلكين.

مما تتكون محطة الطاقة النووية؟

محطة الطاقة النووية عبارة عن مجمع من المباني التي تحتوي على المعدات التكنولوجية. المبنى الرئيسي هو المبنى الرئيسي، حيث تقع قاعة المفاعل. ويضم المفاعل نفسه، وحوضًا لحفظ الوقود النووي، وآلة إعادة تحميل (لإعادة تحميل الوقود)، وكلها تتم مراقبتها من قبل المشغلين من غرفة التحكم (غرفة التحكم).

العنصر الرئيسي للمفاعل هو المنطقة النشطة (1). يقع في عمود خرساني. المكونات الإلزامية لأي مفاعل هي نظام التحكم والحماية الذي يسمح بحدوث الوضع المحدد للتفاعل المتسلسل الانشطاري، بالإضافة إلى نظام الحماية في حالات الطوارئ لإيقاف التفاعل بسرعة في حالة الطوارئ. كل هذا مثبت في المبنى الرئيسي.

كما يوجد مبنى ثان يضم قاعة التوربينات (2): مولدات البخار، التوربينة نفسها. التالي على طول السلسلة التكنولوجية هي المكثفات وخطوط الطاقة ذات الجهد العالي التي تتجاوز موقع المحطة.

يوجد في المنطقة مبنى لإعادة تحميل وتخزين الوقود النووي المستهلك في حمامات خاصة. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز المحطات بعناصر نظام التبريد التدويري - أبراج التبريد (3) (برج خرساني مستدق في الأعلى)، بركة تبريد (خزان طبيعي أو صناعي) وحمامات الرش.

ما هي أنواع محطات الطاقة النووية الموجودة؟

اعتمادًا على نوع المفاعل، قد تحتوي محطة الطاقة النووية على 1 أو 2 أو 3 دوائر تبريد. في روسيا، الأكثر انتشارا هي محطات الطاقة النووية ذات الدائرة المزدوجة مع مفاعلات من نوع VVER (مفاعل الطاقة المبرد بالماء).

محطة طاقة نووية بمفاعلات ذات دائرة واحدة

محطة طاقة نووية بمفاعلات ذات دائرة واحدة

يتم استخدام نظام الدائرة الواحدة في محطات الطاقة النووية بمفاعلات من نوع RBMK-1000. يعمل المفاعل في كتلة تحتوي على توربينين تكثيف ومولدين. في هذه الحالة، يكون مفاعل الغليان نفسه عبارة عن مولد بخار، مما يجعل من الممكن استخدام دائرة أحادية الدائرة. دائرة الدائرة الواحدة بسيطة نسبيا، ولكن النشاط الإشعاعي في هذه الحالة ينتشر إلى جميع عناصر الوحدة، مما يعقد الحماية البيولوجية.

يوجد حاليًا 4 محطات للطاقة النووية بمفاعلات أحادية الدائرة تعمل في روسيا

محطة طاقة نووية بمفاعلات ثنائية الدائرة

محطة طاقة نووية بمفاعلات ثنائية الدائرة

يتم استخدام نظام الدائرة المزدوجة في محطات الطاقة النووية مع مفاعلات الماء المضغوط من النوع VVER. يتم توفير الماء تحت الضغط إلى قلب المفاعل وتسخينه. يتم استخدام طاقة التبريد في مولد البخار لتوليد البخار المشبع. الدائرة الثانية غير مشعة. تتكون الوحدة من توربين تكثيف بقدرة 1000 ميجاوات أو توربينين بقدرة 500 ميجاوات مع المولدات المرتبطة بها.

يوجد حاليًا 5 محطات للطاقة النووية مزودة بمفاعلات مزدوجة الدائرة تعمل في روسيا

محطة طاقة نووية بمفاعلات ثلاثية الدوائر

محطة طاقة نووية بمفاعلات ثلاثية الدوائر

يتم استخدام مخطط الدوائر الثلاث في محطات الطاقة النووية التي تحتوي على مفاعلات نيوترونية سريعة مع مبرد الصوديوم من نوع BN. ولمنع تماس الصوديوم المشع مع الماء، يتم إنشاء دائرة ثانية تحتوي على صوديوم غير مشع. وبالتالي، فإن الدائرة تتحول إلى ثلاث دوائر.

عزيزي تلاميذ المدارس والطلاب!

يمكنك الآن على الموقع استخدام أكثر من 20000 ملخص وتقرير وأوراق الغش والدورات الدراسية والأطروحات. أرسل لنا أعمالك الجديدة وسنقوم بنشرها بالتأكيد. دعونا نستمر في إنشاء مجموعتنا من المقالات معًا !!!

هل توافق على تقديم الملخص الخاص بك (الدبلوم، الدورة التدريبية، وما إلى ذلك؟)

شكرا لمساهمتك في المجموعة!

محطات الطاقة النووية - (ملخص)

تاريخ الإضافة: مارس 2006

محطات الطاقة النووية
مقدمة

تظهر التجارب السابقة أن 80 عامًا على الأقل تمر قبل أن يتم استبدال بعض مصادر الطاقة الرئيسية بمصادر أخرى - يتم استبدال الخشب بالفحم، ويتم استبدال الفحم بالنفط، ويتم استبدال النفط بالغاز، ويتم استبدال الوقود الكيميائي بالطاقة النووية. يعود تاريخ إتقان الطاقة الذرية -منذ التجارب التجريبية الأولى- إلى نحو 60 عاما، وذلك في عام 1939. تم اكتشاف التفاعل الانشطاري لليورانيوم. في الثلاثينيات من قرننا، أثبت العالم الشهير I. V. كورشاتوف الحاجة إلى تطوير العمل العلمي والعملي في مجال التكنولوجيا النووية لصالح الاقتصاد الوطني للبلاد.

وفي عام 1946، تم بناء وإطلاق أول مفاعل نووي في القارة الأوروبية الآسيوية في روسيا. يتم إنشاء صناعة تعدين اليورانيوم. تم تنظيم إنتاج الوقود النووي - اليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239، وتم إنشاء إنتاج النظائر المشعة. في عام 1954، بدأت أول محطة للطاقة النووية في العالم العمل في أوبنينسك، وبعد 3 سنوات، دخلت أول سفينة تعمل بالطاقة النووية في العالم - كاسحة الجليد لينين - المحيط. منذ عام 1970، تم تنفيذ برامج واسعة النطاق لتطوير الطاقة النووية في العديد من البلدان حول العالم. يوجد حاليًا المئات من المفاعلات النووية العاملة حول العالم.

مميزات الطاقة النووية

الطاقة هي الأساس. جميع فوائد الحضارة، جميع المجالات المادية للنشاط البشري - من غسل الملابس إلى استكشاف القمر والمريخ - تتطلب استهلاك الطاقة. وكلما زاد ذلك.

اليوم، تستخدم الطاقة الذرية على نطاق واسع في العديد من قطاعات الاقتصاد. ويجري بناء غواصات قوية وسفن سطحية مزودة بمحطات للطاقة النووية. وتستخدم الذرة السلمية للبحث عن المعادن. وقد وجدت النظائر المشعة استخدامًا واسع النطاق في علم الأحياء والزراعة والطب واستكشاف الفضاء.

هناك 9 محطات للطاقة النووية في روسيا، وتقع جميعها تقريبًا في الجزء الأوروبي المكتظ بالسكان من البلاد. ويعيش أكثر من 4 ملايين شخص داخل منطقة 30 كيلومترًا من محطات الطاقة النووية هذه.

إن الأهمية الإيجابية لمحطات الطاقة النووية في ميزان الطاقة واضحة. ولعملها، تتطلب الطاقة الكهرومائية إنشاء خزانات كبيرة، تغمر بموجبها مساحات واسعة من الأراضي الخصبة على طول ضفاف الأنهار. فالمياه فيها راكدة وتفقد جودتها، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تفاقم مشاكل إمدادات المياه ومصايد الأسماك وصناعة الترفيه. تساهم محطات الطاقة الحرارية إلى حد كبير في تدمير المحيط الحيوي والبيئة الطبيعية للأرض. لقد دمروا بالفعل عشرات الأطنان من الوقود العضوي. ولاستخراجها يتم أخذ مساحات كبيرة من الأراضي الزراعية وغيرها. في مناطق تعدين الفحم في الحفرة المفتوحة، تتشكل "المناظر الطبيعية القمرية". وزيادة محتوى الرماد في الوقود هو السبب الرئيسي لإطلاق عشرات الملايين من الأطنان في الهواء. تنبعث من جميع محطات الطاقة الحرارية في العالم ما يصل إلى 250 مليون طن من الرماد وحوالي 60 مليون طن من ثاني أكسيد الكبريت إلى الغلاف الجوي سنويًا.

محطات الطاقة النووية هي "الحوت" الثالث في نظام الطاقة العالمي الحديث. لا شك أن تكنولوجيا محطات الطاقة النووية هي إنجاز كبير للتقدم العلمي والتكنولوجي. في حالة التشغيل الخالي من المشاكل، لا تنتج محطات الطاقة النووية أي تلوث بيئي سوى التلوث الحراري. صحيح، نتيجة لتشغيل محطات الطاقة النووية (ومؤسسات دورة الوقود النووي)، يتم إنشاء النفايات المشعة، مما يشكل خطرا محتملا. ومع ذلك، فإن حجم النفايات المشعة صغير جدًا، ومضغوط جدًا، ويمكن تخزينها في ظروف تضمن عدم تسربها.

تعتبر محطات الطاقة النووية أكثر اقتصادا من المحطات الحرارية التقليدية، والأهم من ذلك، أنها إذا تم تشغيلها بشكل صحيح، فإنها تصبح مصادر نظيفة للطاقة.

وفي الوقت نفسه، عند تطوير الطاقة النووية لصالح الاقتصاد، يجب ألا ننسى سلامة وصحة الناس، لأن الأخطاء يمكن أن تؤدي إلى عواقب وخيمة.

في المجمل، منذ بدء تشغيل محطات الطاقة النووية في 14 دولة حول العالم، وقع أكثر من 150 حادثًا وحادثًا بدرجات متفاوتة من التعقيد. الأكثر نموذجية منهم: في عام 1957 - في Windscale (إنجلترا)، في عام 1959 - في سانتا سوزانا (الولايات المتحدة الأمريكية)، في عام 1961 - في أيداهو فولز (الولايات المتحدة الأمريكية)، في عام 1979 - في محطة الطاقة النووية الثلاثية - جزيرة مايل (الولايات المتحدة الأمريكية) في عام 1986 - في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية).

موارد الطاقة النووية

والسؤال الطبيعي والمهم هو موارد الوقود النووي نفسه. وهل احتياطياتها كافية لضمان تطوير واسع النطاق للطاقة النووية؟ وتشير التقديرات إلى وجود عدة ملايين من الأطنان من اليورانيوم في رواسب قابلة للتعدين في جميع أنحاء العالم. بشكل عام، هذه ليست كمية صغيرة، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في محطات الطاقة النووية المنتشرة الآن والتي تحتوي على مفاعلات نيوترونية حرارية، لا يمكن استخدام سوى جزء صغير جدًا من اليورانيوم (حوالي 1٪) لتوليد الطاقة . لذلك، اتضح أنه عند التركيز فقط على مفاعلات النيوترونات الحرارية، فإن الطاقة النووية من حيث نسبة الموارد لا يمكن أن تضيف الكثير إلى الطاقة التقليدية - حوالي 10٪ فقط. لا يوجد حل عالمي لمشكلة الجوع في الطاقة التي تلوح في الأفق. صورة مختلفة تماما، تظهر آفاق مختلفة في حالة استخدام محطات الطاقة النووية ذات المفاعلات النيوترونية السريعة، والتي تستخدم كل اليورانيوم المستخرج تقريبا. وهذا يعني أن الموارد المحتملة من الطاقة النووية ذات المفاعلات النيوترونية السريعة تزيد بحوالي 10 مرات مقارنة بالمفاعلات التقليدية (الوقود الأحفوري). علاوة على ذلك، مع الاستخدام الكامل لليورانيوم، يصبح استخراجه مربحًا حتى من الرواسب منخفضة التركيز للغاية، والتي يوجد عدد قليل منها في جميع أنحاء العالم. وهذا يعني في النهاية توسعًا غير محدود تقريبًا (وفقًا للمعايير الحديثة) لموارد المواد الخام المحتملة للطاقة النووية.

لذلك، فإن استخدام مفاعلات النيوترونات السريعة يوسع بشكل كبير قاعدة الوقود للطاقة النووية. ومع ذلك، قد يطرح السؤال: إذا كانت مفاعلات النيوترونات السريعة جيدة جدًا، وإذا كانت متفوقة بشكل كبير على مفاعلات النيوترونات الحرارية من حيث كفاءة استخدام اليورانيوم، فلماذا يتم بناء هذه الأخيرة على الإطلاق؟ لماذا لا يتم تطوير الطاقة النووية على أساس مفاعلات النيوترونات السريعة منذ البداية؟

بادئ ذي بدء، ينبغي القول أنه في المرحلة الأولى من تطوير الطاقة النووية، عندما كانت الطاقة الإجمالية لمحطات الطاقة النووية صغيرة وكان U 235 كافيا، لم تكن مسألة التكاثر ملحة للغاية. ولذلك، فإن الميزة الرئيسية لمفاعلات النيوترونات السريعة - وهي كفاءة التكاثر العالية - لم تكن حاسمة بعد.

وفي الوقت نفسه، لم تكن مفاعلات النيوترونات السريعة في البداية جاهزة للتنفيذ بعد. والحقيقة هي أنه على الرغم من بساطتها النسبية الواضحة (عدم وجود وسيط)، فهي أكثر تعقيدًا من الناحية الفنية من مفاعلات النيوترونات الحرارية. لإنشائها، كان من الضروري حل عدد من المهام الخطيرة الجديدة، والتي، بطبيعة الحال، تتطلب الوقت المناسب. ترتبط هذه المهام بشكل أساسي بخصائص استخدام الوقود النووي، والذي، مثل القدرة على إعادة الإنتاج، يتجلى بشكل مختلف في أنواع مختلفة من المفاعلات. ومع ذلك، على عكس الأخير، فإن هذه الميزات لها تأثير أكثر ملاءمة في مفاعلات النيوترونات الحرارية.

أول هذه الميزات هو أن الوقود النووي لا يمكن استهلاكه بالكامل في المفاعل، حيث يتم استهلاك الوقود الكيميائي التقليدي. هذا الأخير، كقاعدة عامة، يتم حرقه في صندوق الاحتراق حتى النهاية. إن إمكانية حدوث تفاعل كيميائي عمليا لا تعتمد على كمية المادة المتفاعلة. لا يمكن أن يحدث التفاعل النووي المتسلسل إذا كانت كمية الوقود في المفاعل أقل من قيمة معينة تسمى الكتلة الحرجة. اليورانيوم (البلوتونيوم) بكمية تشكل كتلة حرجة ليس وقودًا بالمعنى الصحيح للكلمة. ويتحول بشكل مؤقت إلى مادة خاملة مثل الحديد أو المواد الهيكلية الأخرى الموجودة في المفاعل. فقط ذلك الجزء من الوقود الذي يتم تحميله في المفاعل بما يزيد عن الكتلة الحرجة يمكن أن يحترق. وبالتالي فإن الوقود النووي بكمية مساوية للكتلة الحرجة يعمل كنوع من المحفز للعملية، مما يضمن إمكانية حدوث التفاعل دون المشاركة فيه.

وبطبيعة الحال، لا يمكن فصل الوقود بكمية تشكل كتلة حرجة ماديًا في المفاعل عن الوقود المحترق. تحتوي عناصر الوقود المحملة في المفاعل على وقود منذ البداية لكل من الكتلة الحرجة والاحتراق. وتختلف قيمة الكتلة الحرجة باختلاف المفاعلات وتكون عمومًا كبيرة نسبيًا. وبالتالي، بالنسبة لوحدة طاقة محلية تسلسلية بمفاعل نيوتروني حراري VVER-440 (مفاعل طاقة مبرد بالماء بسعة 440 ميجاوات)، تبلغ الكتلة الحرجة للـ U 235 700 كجم. وهذا يتوافق مع كمية من الفحم تبلغ حوالي 2 مليون طن. وبعبارة أخرى، فيما يتعلق بمحطة توليد الطاقة التي تعمل بالفحم بنفس القدرة، يبدو أن هذا يعني الوجود الإلزامي لمثل هذا الاحتياطي الكبير إلى حد ما من الفحم في حالات الطوارئ. ولا يتم استهلاك ولا يمكن استهلاك كيلوغرام واحد من هذا الاحتياطي، لكن محطة توليد الكهرباء لا يمكن أن تعمل بدونه.

إن وجود مثل هذه الكمية الكبيرة من الوقود "المجمد"، على الرغم من تأثيره السلبي على المؤشرات الاقتصادية، لا يشكل عبئا كبيرا على مفاعلات النيوترونات الحرارية بسبب نسبة التكلفة الفعلية. وفي حالة مفاعلات النيوترونات السريعة، يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار بشكل أكثر جدية.

تتمتع مفاعلات النيوترونات السريعة بكتلة حرجة أعلى بكثير من مفاعلات النيوترونات الحرارية (لحجم مفاعل معين). ويفسر ذلك حقيقة أن النيوترونات السريعة، عند تفاعلها مع البيئة، تكون أكثر "خاملة" من النيوترونات الحرارية. على وجه الخصوص، فإن احتمال التسبب في انشطار ذرة الوقود (لكل وحدة طول المسار) بالنسبة لهم هو أقل بكثير (مئات المرات) من تلك الحرارية. ولضمان عدم طيران النيوترونات السريعة خارج المفاعل دون تفاعل وعدم فقدانها، يجب تعويض "خمولها" عن طريق زيادة كمية الوقود المضاف مع زيادة مقابلة في الكتلة الحرجة.

لضمان عدم خسارة مفاعلات النيوترونات السريعة مقارنة بمفاعلات النيوترونات الحرارية، من الضروري زيادة الطاقة المطورة لحجم مفاعل معين. ثم ستنخفض كمية الوقود "المجمد" لكل وحدة طاقة وفقًا لذلك. كان تحقيق كثافة إطلاق حرارة عالية في مفاعل نيوتروني سريع هو المهمة الهندسية الرئيسية. لاحظ أن الطاقة نفسها لا ترتبط بشكل مباشر بكمية الوقود في المفاعل. إذا تجاوزت هذه الكمية الكتلة الحرجة، فبسبب عدم استقرار التفاعل المتسلسل، يمكن تطوير أي طاقة مطلوبة فيه. بيت القصيد هو ضمان إزالة الحرارة بشكل مكثف بما فيه الكفاية من المفاعل. نحن نتحدث على وجه التحديد عن زيادة كثافة إطلاق الحرارة، لأن الزيادة، على سبيل المثال، في حجم المفاعل، مما يساهم في زيادة إزالة الحرارة، يستلزم حتما زيادة في الكتلة الحرجة، أي لا يحل المشكلة. .

الوضع معقد بسبب حقيقة أن مثل هذا المبرد المألوف والمتطور مثل الماء العادي غير مناسب لإزالة الحرارة من مفاعل نيوتروني سريع بسبب خصائصه النووية. ومن المعروف أنه يبطئ النيوترونات وبالتالي يخفض معدل التكاثر. تتمتع مبردات الغاز (الهيليوم وغيره) بمعايير نووية مقبولة في هذه الحالة. ومع ذلك، فإن متطلبات إزالة الحرارة المكثفة تؤدي إلى الحاجة إلى استخدام الغاز عند ضغوط عالية (حوالي 150 ضغط جوي، أو Pa)، مما يسبب صعوبات فنية خاصة به. تم اختيار الصوديوم المنصهر، الذي يتمتع بخصائص فيزيائية حرارية ونووية ممتازة، كمبرد لإزالة الحرارة من مفاعلات النيوترونات السريعة. لقد سمح لنا بحل مشكلة تحقيق كثافة إطلاق حرارة عالية.

تجدر الإشارة إلى أنه في وقت ما بدا اختيار الصوديوم "الغريب" قرارًا جريئًا للغاية. لم تكن هناك خبرة صناعية فحسب، بل كانت هناك أيضًا تجربة مختبرية لاستخدامه كمبرد. كان هناك قلق بشأن النشاط الكيميائي العالي للصوديوم عند التفاعل مع الماء، وكذلك مع الأكسجين في الغلاف الجوي، والذي يبدو أنه يمكن أن يظهر نفسه بشكل غير موات للغاية في حالات الطوارئ.

كان من الضروري إجراء مجمع كبير من البحث والتطوير العلمي والتقني، وبناء المدرجات ومفاعلات النيوترونات السريعة التجريبية الخاصة من أجل التحقق من الخصائص التكنولوجية والتشغيلية الجيدة لمبرد الصوديوم. كما هو موضح، يتم ضمان الدرجة العالية المطلوبة من الأمان من خلال التدابير التالية: أولاً، التصنيع الدقيق ومراقبة الجودة لجميع المعدات التي تتلامس مع الصوديوم؛ ثانياً، إنشاء أغلفة أمان إضافية في حالة تسرب الصوديوم في حالات الطوارئ؛ ثالثا، استخدام مؤشرات التسرب الحساسة، والتي تجعل من الممكن تسجيل بداية الحادث بسرعة واتخاذ التدابير للحد منه والقضاء عليه. بالإضافة إلى الوجود الإلزامي للكتلة الحرجة، هناك سمة مميزة أخرى لاستخدام الوقود النووي المرتبطة بالظروف المادية التي يوجد فيها في المفاعل. تحت تأثير الإشعاع النووي المكثف، ترتفع درجة الحرارة، وعلى وجه الخصوص، نتيجة لتراكم منتجات الانشطار، والتدهور التدريجي للخصائص الفيزيائية والرياضية، وكذلك الخصائص الفيزيائية النووية لتكوين الوقود (خليط من الوقود و المواد الخام) يحدث. الوقود الذي يشكل كتلة حرجة يصبح غير صالح للاستخدام مرة أخرى. ويجب إزالته بشكل دوري من المفاعل واستبداله بآخر جديد. يجب تجديد الوقود المستخرج لاستعادة خصائصه الأصلية. بشكل عام، هذه عملية كثيفة العمالة وتستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة.

بالنسبة لمفاعلات النيوترونات الحرارية، يكون محتوى الوقود في تركيبة الوقود صغيرًا نسبيًا - فقط نسبة قليلة. بالنسبة لمفاعلات النيوترونات السريعة، يكون تركيز الوقود المقابل أعلى بكثير. ويرجع ذلك جزئيًا إلى الحاجة الملحوظة بالفعل لزيادة كمية الوقود بشكل عام في مفاعل نيوتروني سريع من أجل تكوين كتلة حرجة في حجم معين. الشيء الرئيسي هو أن نسبة احتمال التسبب في انشطار ذرة الوقود أو احتجازها في ذرة مادة خام تختلف باختلاف النيوترونات. بالنسبة للنيوترونات السريعة، يكون أقل بعدة مرات من النيوترونات الحرارية، وبالتالي، يجب أن يكون محتوى الوقود في تركيبة الوقود لمفاعلات النيوترونات السريعة أكبر بشكل مماثل. وبخلاف ذلك، سيتم امتصاص عدد كبير جدًا من النيوترونات بواسطة ذرات المادة الخام وسيكون من المستحيل حدوث تفاعل متسلسل انشطاري ثابت في الوقود.

علاوة على ذلك، مع نفس تراكم منتجات الانشطار في مفاعل نيوتروني سريع، فإن جزءًا من الوقود المخزن سوف يحترق عدة مرات أقل من مفاعلات النيوترونات الحرارية. وهذا سيؤدي في المقابل إلى الحاجة إلى زيادة تجديد الوقود النووي في مفاعلات النيوترونات السريعة. اقتصاديا، سيؤدي ذلك إلى خسارة ملحوظة.

ولكن بالإضافة إلى تحسين المفاعل نفسه، يواجه العلماء باستمرار أسئلة حول تحسين نظام الأمان في محطات الطاقة النووية، وكذلك دراسة الطرق الممكنة لمعالجة النفايات المشعة وتحويلها إلى مواد آمنة. نحن نتحدث عن طرق تحويل السترونتيوم والسيزيوم، اللذين يتمتعان بنصف عمر طويل، إلى عناصر غير ضارة عن طريق قصفها بالنيوترونات أو الطرق الكيميائية. وهذا ممكن من الناحية النظرية، لكنه في الوقت الحالي غير ممكن اقتصاديا مع التكنولوجيا الحديثة. على الرغم من أنه قد يتم الحصول على نتائج حقيقية لهذه الدراسات في المستقبل القريب، ونتيجة لذلك لن تصبح الطاقة النووية أرخص أشكال الطاقة فحسب، بل ستصبح أيضًا صديقة للبيئة حقًا.

تأثير محطات الطاقة النووية على البيئة

تتنوع التأثيرات التكنولوجية على البيئة أثناء بناء وتشغيل محطات الطاقة النووية. يُقال عادةً أن هناك عوامل فيزيائية وكيميائية وإشعاعية وعوامل أخرى للتأثير التكنولوجي لتشغيل محطات الطاقة النووية على الأجسام البيئية.

أهم العوامل

التأثير الميكانيكي المحلي على الإغاثة - أثناء البناء، الأضرار التي لحقت بالأفراد في الأنظمة التكنولوجية - أثناء التشغيل، جريان المياه السطحية والجوفية التي تحتوي على مكونات كيميائية ومشعة،

التغيرات في طبيعة استخدام الأراضي وعمليات التمثيل الغذائي في المنطقة المجاورة مباشرة لمحطة الطاقة النووية،

التغيرات في الخصائص المناخية الدقيقة للمناطق المجاورة. إن ظهور مصادر حرارة قوية على شكل أبراج تبريد وبرك تبريد أثناء تشغيل محطات الطاقة النووية عادة ما يغير بشكل ملحوظ الخصائص المناخية للمناطق المحيطة. إن حركة المياه في نظام إزالة الحرارة الخارجي، وتصريف المياه المعالجة التي تحتوي على مكونات كيميائية مختلفة لها تأثير مؤلم على السكان والنباتات والحيوانات في النظم البيئية.

ومما له أهمية خاصة توزيع المواد المشعة في الفضاء المحيط. من بين القضايا المعقدة المتعلقة بحماية البيئة، فإن مشاكل السلامة الخاصة بمحطات الطاقة النووية التي تحل محل محطات الطاقة الحرارية التي تستخدم الوقود الأحفوري العضوي لها أهمية عامة كبيرة. من المقبول عمومًا أن محطات الطاقة النووية أثناء عملها الطبيعي تكون "أنظف" من الناحية البيئية بما لا يقل عن 5 إلى 10 مرات من محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم. ومع ذلك، أثناء وقوع الحوادث، يمكن أن يكون لمحطات الطاقة النووية تأثير إشعاعي كبير على الناس والنظم البيئية. ولذلك، فإن ضمان سلامة المحيط البيئي وحماية البيئة من الآثار الضارة للطاقة النووية هي مهمة علمية وتكنولوجية كبرى للطاقة النووية، وضمان مستقبلها. دعونا نلاحظ أهمية ليس فقط العوامل الإشعاعية للآثار الضارة المحتملة لمحطات الطاقة النووية على النظم البيئية، ولكن أيضًا التلوث الحراري والكيميائي للبيئة، والتأثيرات الميكانيكية على سكان أحواض التبريد، والتغيرات في الخصائص الهيدرولوجية للمناطق المجاورة لمحطات الطاقة النووية، أي مجموعة كاملة من التأثيرات التكنولوجية التي تؤثر على الرفاهية البيئية للبيئة.

انبعاثات وتصريفات المواد الضارة أثناء تشغيل محطة الطاقة النووية
نقل النشاط الإشعاعي في البيئة

الأحداث الأولية، التي تتطور مع مرور الوقت، يمكن أن تؤدي في النهاية إلى آثار ضارة على الإنسان والبيئة، هي انبعاثات وتصريف النشاط الإشعاعي والمواد السامة من محطات الطاقة النووية. وتنقسم هذه الانبعاثات إلى انبعاثات غازية وأيروسول تنبعث إلى الغلاف الجوي عبر أنبوب، وتصريفات سائلة توجد فيها شوائب ضارة على شكل محاليل أو مخاليط دقيقة تدخل إلى المسطحات المائية. ومن الممكن أيضًا حدوث حالات متوسطة، كما هو الحال في بعض الحوادث، عندما يتم إطلاق الماء الساخن في الغلاف الجوي وينقسم إلى بخار وماء.

يمكن أن تكون الانبعاثات إما ثابتة، تحت سيطرة موظفي التشغيل، أو طارئة، على شكل رشقات نارية. وتشارك في الحركات المتنوعة للغلاف الجوي، والتدفقات السطحية والجوفية، وتنتشر المواد المشعة والسامة في البيئة، وتدخل إلى النباتات والحيوانات والإنسان. ويوضح الشكل طرق الهجرة الجوية والسطحية والجوفية للمواد الضارة بالبيئة. لا يظهر في الشكل المسارات الثانوية الأقل أهمية بالنسبة لنا، مثل نقل الغبار والأبخرة بواسطة الرياح، وكذلك المستهلكين النهائيين للمواد الضارة.

تأثير الانبعاثات المشعة على جسم الإنسان

دعونا ننظر في آلية تأثير الإشعاع على جسم الإنسان: الطرق التي تؤثر بها المواد المشعة المختلفة على الجسم، وتوزيعها في الجسم، وترسبها، وتأثيرها على أعضاء وأنظمة الجسم المختلفة وعواقب هذا التأثير. هناك مصطلح “بوابة دخول الإشعاع”، ويشير إلى الطرق التي تدخل بها المواد المشعة والإشعاعات النظائرية إلى الجسم.

تخترق المواد المشعة المختلفة جسم الإنسان بطرق مختلفة. ذلك يعتمد على الخواص الكيميائية للعنصر المشع.

أنواع الإشعاع الإشعاعي

وجسيمات ألفا هي ذرات هيليوم بدون إلكترونات، أي بروتونين ونيوترونين. هذه الجسيمات كبيرة وثقيلة نسبيًا، وبالتالي يمكن كبحها بسهولة. مداها في الهواء يصل إلى عدة سنتيمترات. عندما تتوقف، فإنها تطلق كمية كبيرة من الطاقة لكل وحدة مساحة، وبالتالي يمكن أن تسبب دمارًا كبيرًا. ونظراً لمدى محدوديته، يجب وضع المصدر داخل الجسم لتلقي الجرعة. النظائر التي تنبعث منها جسيمات ألفا هي، على سبيل المثال، اليورانيوم (235U و238U) والبلوتونيوم (239Pu).

جسيمات بيتا هي إلكترونات سالبة أو موجبة الشحنة (تسمى الإلكترونات الموجبة الشحنة بالبوزيترونات). مداها في الهواء حوالي عدة أمتار. يمكن للملابس الرقيقة أن توقف تدفق الإشعاع، ولتلقي جرعة من الإشعاع، يجب وضع مصدر الإشعاع داخل الجسم، والنظائر التي تنبعث منها جسيمات بيتا هي التريتيوم (3H) والسترونتيوم (90Sr). إشعاع جاما هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي تمامًا مثل الضوء المرئي. ومع ذلك، فإن طاقة جسيمات جاما أكبر بكثير من طاقة الفوتونات. هذه الجسيمات شديدة الاختراق، وأشعة جاما هي النوع الوحيد من أنواع الإشعاع الثلاثة التي يمكنها تشعيع الجسم خارجيًا. هناك نظيران يصدران إشعاع غاما هما السيزيوم (137Cs) والكوبالت (60Co).

مسارات اختراق الإشعاع إلى جسم الإنسان

يمكن للنظائر المشعة أن تدخل الجسم عن طريق الطعام أو الماء. تنتشر في جميع أنحاء الجسم من خلال الأعضاء الهضمية. يمكن أن تدخل الجسيمات المشعة من الهواء إلى الرئتين أثناء التنفس. لكنها لا تشعّع الرئتين فحسب، بل تنتشر أيضًا في جميع أنحاء الجسم. النظائر الموجودة في الأرض أو على سطحها، والتي تنبعث منها إشعاعات جاما، قادرة على تشعيع الجسم من الخارج. ويتم نقل هذه النظائر أيضًا عن طريق هطول الأمطار.

الحد من الآثار الخطيرة لمحطات الطاقة النووية على النظم البيئية

تتمتع محطة الطاقة النووية وغيرها من المؤسسات الصناعية في المنطقة بمجموعة متنوعة من التأثيرات على مجمل النظم البيئية الطبيعية التي تشكل منطقة المحيط البيئي لمحطة الطاقة النووية. تحت تأثير هذه التأثيرات الدائمة أو الطارئة لـ AS والأحمال التكنولوجية الأخرى، تتطور النظم البيئية بمرور الوقت، وتتراكم التغييرات في حالات التوازن الديناميكي ويتم توحيدها. والناس ليسوا على الإطلاق غير مبالين بالاتجاه الذي يتم توجيه هذه التغييرات في النظم البيئية، ومدى قابليتها للعكس، وما هي هوامش الاستقرار قبل حدوث اضطرابات كبيرة. يهدف تنظيم الأحمال البشرية على النظم البيئية إلى منع جميع التغييرات غير المواتية فيها، وفي أفضل الأحوال، توجيه هذه التغييرات في اتجاه مناسب. من أجل تنظيم علاقة AS مع البيئة بذكاء، من الضروري، بالطبع، معرفة ردود أفعال التكاثر الحيوي تجاه التأثيرات المزعجة لـ AS. يمكن أن يعتمد نهج تنظيم التأثيرات البشرية على مفهوم السمية البيئية، أي الحاجة إلى منع "تسمم" النظم البيئية بالمواد الضارة والتدهور بسبب الأحمال المفرطة. بمعنى آخر، من المستحيل ليس فقط تسميم النظم البيئية، ولكن أيضًا حرمانها من فرصة التطور بحرية، وتحميلها بالضوضاء والغبار والنفايات، مما يحد من موائلها ومواردها الغذائية.

ومن أجل تجنب الإضرار بالنظم البيئية، يجب تحديد الحد الأقصى المعين لمدخلات المواد الضارة إلى الكائنات الحية للأفراد وغيرها من حدود التأثيرات التي يمكن أن تسبب عواقب غير مقبولة على مستوى السكان وتثبيتها بشكل معياري. بمعنى آخر، يجب معرفة القدرات البيئية للأنظمة البيئية، والتي لا ينبغي تجاوز قيمها بسبب التأثيرات التكنولوجية. ينبغي تحديد القدرة البيئية للنظم الإيكولوجية على مختلف المواد الضارة من خلال كثافة إمداد هذه المواد، حيث ستنشأ حالة حرجة في واحد على الأقل من مكونات التكاثر الحيوي، أي عندما يقترب تراكم هذه المواد من مستوى الحد الخطير، سيتم الوصول إلى التركيز الحرج. في قيم الحد الأقصى لتركيزات المواد السامة، بما في ذلك النويدات المشعة، بطبيعة الحال، يجب أيضا أن تؤخذ في الاعتبار الآثار المتبادلة. ومع ذلك، يبدو أن هذا ليس كافيا. ولحماية البيئة بشكل فعال، من الضروري إدخال مبدأ الحد من التأثيرات الضارة التي يتسبب فيها الإنسان، ولا سيما انبعاثات وتصريفات المواد الخطرة، بشكل تشريعي. وقياسا على مبادئ الحماية من الإشعاع البشري المذكورة أعلاه، يمكن القول أن مبادئ حماية البيئة هي كذلك

يجب استبعاد التأثيرات التكنولوجية غير المعقولة، وتراكم المواد الضارة في الكائنات الحيوية، ويجب ألا تتجاوز الأحمال التكنولوجية على عناصر النظام البيئي الحدود الخطرة،

وينبغي أن يكون دخول المواد الضارة إلى عناصر النظام البيئي والأحمال البشرية عند أدنى مستوى ممكن، مع مراعاة العوامل الاقتصادية والاجتماعية.

كما أن لها تأثيرات حرارية وإشعاعية وكيميائية وميكانيكية على البيئة. لضمان سلامة المحيط الحيوي، هناك حاجة إلى معدات الحماية اللازمة والكافية. نعني بالحماية البيئية الضرورية نظامًا من التدابير التي تهدف إلى التعويض عن التجاوزات المحتملة في القيم المسموح بها لدرجات الحرارة البيئية والأحمال الميكانيكية والجرعات وتركيزات المواد السامة في المحيط البيئي. يتم تحقيق كفاية الحماية عندما لا تتجاوز درجات الحرارة في الوسائط والجرعة والأحمال الميكانيكية للوسائط وتركيزات المواد الضارة في الوسائط القيم الحرجة المحددة.

لذلك، يجب أن تكون المعايير الصحية للتركيزات القصوى المسموح بها (MAC)، ودرجات الحرارة المسموح بها، والجرعات والأحمال الميكانيكية معيارًا لضرورة اتخاذ تدابير لحماية البيئة. إن نظام المعايير التفصيلية بشأن حدود التعرض الخارجي، والقيود المفروضة على محتوى النظائر المشعة والمواد السامة في مكونات النظام البيئي، والأحمال الميكانيكية يمكن أن يحدد بشكل معياري حدود التأثيرات الحرجة المقيدة على عناصر النظام البيئي لحمايتها من التدهور. وبعبارة أخرى، يجب أن تكون القدرات البيئية لجميع النظم البيئية في المنطقة قيد النظر معروفة لجميع أنواع التأثيرات.

تتميز التأثيرات التكنولوجية المختلفة على البيئة بتكرارها وشدتها. على سبيل المثال، تحتوي انبعاثات المواد الضارة على مكون ثابت معين، يتوافق مع التشغيل العادي، ومكون عشوائي، اعتمادًا على احتمالية وقوع الحوادث، أي على مستوى السلامة في المنشأة المعنية. ومن الواضح أنه كلما كان الحادث أكثر خطورة وخطورة، كلما قل احتمال وقوعه. ونحن نعلم الآن من تجربة تشيرنوبيل المريرة أن غابات الصنوبر تتمتع بحساسية إشعاعية مماثلة لتلك الخاصة بالبشر، وأن الغابات المختلطة والشجيرات أقل بخمس مرات. ينبغي اتخاذ تدابير لمنع التأثيرات الخطرة ومنعها أثناء التشغيل وخلق فرص لتعويضها وإدارة التأثيرات الضارة في مرحلة تصميم المرافق. يتضمن ذلك تطوير وإنشاء أنظمة مراقبة بيئية للمناطق، وتطوير طرق لحساب التنبؤ بالأضرار البيئية، وطرق معترف بها لتقييم القدرات البيئية للنظم البيئية، وطرق لمقارنة الأنواع المختلفة من الأضرار. وينبغي لهذه التدابير أن تخلق الأساس للإدارة البيئية النشطة.

تدمير النفايات الخطرة

وينبغي إيلاء اهتمام خاص لأنشطة مثل تراكم النفايات السامة والمشعة وتخزينها ونقلها والتخلص منها.

النفايات المشعة ليست فقط نتاج محطات الطاقة النووية، ولكنها أيضًا نفايات ناتجة عن استخدام النويدات المشعة في الطب والصناعة والزراعة والعلوم. يتم تنظيم جمع وتخزين والتخلص والتخلص من النفايات التي تحتوي على مواد مشعة من خلال الوثائق التالية: SPORO-85 القواعد الصحية لإدارة النفايات المشعة. موسكو: وزارة الصحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1986؛ القواعد والأنظمة المتعلقة بالسلامة الإشعاعية في الطاقة النووية. المجلد الأول. موسكو: وزارة الصحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (290 صفحة)، 1989؛ OSB 72/87 القواعد الصحية الأساسية.

ومن أجل تحييد النفايات المشعة والتخلص منها، تم تطوير نظام الرادون، الذي يتكون من ستة عشر موقعًا للتخلص من النفايات المشعة. مسترشداً بمرسوم حكومة الاتحاد الروسي رقم 1149-ز بتاريخ 5.11.91. قامت وزارة الصناعة الذرية في الاتحاد الروسي، بالتعاون مع العديد من الوزارات والمؤسسات المهتمة، بتطوير مشروع برنامج حكومي لإدارة النفايات المشعة بهدف إنشاء أنظمة إقليمية آلية لحساب النفايات المشعة، وتحديث مرافق تخزين النفايات الحالية وتصميم جديد مواقع التخلص من النفايات المشعة. يتم اختيار قطع الأراضي لتخزين أو دفن أو تدمير النفايات من قبل الحكومات المحلية بالاتفاق مع الهيئات الإقليمية التابعة لوزارة الموارد الطبيعية والرقابة الصحية والوبائية الحكومية.

يعتمد نوع حاوية تخزين النفايات على فئة خطورتها: بدءًا من الأسطوانات الفولاذية المختومة لتخزين النفايات عالية الخطورة إلى الأكياس الورقية لتخزين النفايات الأقل خطورة. لكل نوع من مرافق تخزين النفايات الصناعية (أي مرافق تخزين المخلفات والحمأة، ومرافق تخزين مياه الصرف الصحي الصناعية، وبرك الترسيب، ومرافق تخزين التبخر)، تم تحديد متطلبات الحماية من تلوث التربة والمياه الجوفية والمياه السطحية، لتقليل التركيز المواد الضارة في الهواء ومحتوى المواد الخطرة في صهاريج التخزين ضمن أو أقل من الحد الأقصى للتركيز المسموح به. لا يُسمح ببناء مرافق جديدة لتخزين النفايات الصناعية إلا في حالة تقديم دليل على عدم إمكانية التحول إلى استخدام تقنيات منخفضة النفايات أو غير نفايات أو استخدام النفايات لأي أغراض أخرى. يتم دفن النفايات المشعة في مدافن النفايات الخاصة. يجب أن تقع مدافن النفايات هذه على مسافة كبيرة من المناطق المأهولة والمسطحات المائية الكبيرة. من العوامل المهمة جدًا في الحماية من انتشار الإشعاع الحاوية التي تحتوي على نفايات خطرة. يمكن أن يساهم انخفاض الضغط أو زيادة النفاذية في التأثير السلبي للنفايات الخطرة على النظم البيئية.

بشأن توحيد مستويات التلوث البيئي

يحتوي التشريع الروسي على وثائق تحدد واجبات ومسؤوليات المنظمات المتعلقة بسلامة وحماية البيئة. تلعب قوانين مثل قانون حماية البيئة، وقانون حماية الهواء الجوي، وقواعد حماية المياه السطحية وتلوث مياه الصرف الصحي دورًا معينًا في الحفاظ على القيم البيئية. ومع ذلك، بشكل عام، فإن فعالية تدابير حماية البيئة في البلاد، وتدابير منع حالات التلوث البيئي المرتفع أو حتى المرتفع للغاية، منخفضة للغاية. تمتلك النظم البيئية الطبيعية مجموعة واسعة من الآليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لتحييد المواد الضارة والملوثة. ومع ذلك، عندما يتم تجاوز قيم المآخذ الحرجة لهذه المواد، قد تحدث ظاهرة التحلل - ضعف البقاء على قيد الحياة، وانخفاض الخصائص الإنجابية، وانخفاض كثافة النمو، والنشاط الحركي للأفراد. في ظروف الطبيعة المعيشية، فإن النضال المستمر من أجل الموارد، مثل فقدان حيوية الكائنات الحية يهدد بفقدان السكان الضعفاء، تليها سلسلة من الخسائر من السكان المتفاعلين الآخرين. عادة ما يتم تحديد البارامترات الحرجة للمواد التي تدخل النظم الإيكولوجية باستخدام مفهوم القدرات البيئية. القدرة البيئية للنظام البيئي هي السعة القصوى لكمية الملوثات التي تدخل النظام البيئي لكل وحدة زمنية، والتي يمكن تدميرها وتحويلها وإزالتها من النظام البيئي أو ترسيبها من خلال عمليات مختلفة دون إخلال كبير بالتوازن الديناميكي في النظام البيئي. العمليات النموذجية التي تحدد شدة "طحن" المواد الضارة هي عمليات النقل والأكسدة الميكروبيولوجية والترسيب الحيوي للملوثات. عند تحديد القدرة البيئية للنظم الإيكولوجية، يجب أن تؤخذ في الاعتبار كل من التأثيرات الفردية المسرطنة والمطفرة للملوثات الفردية، وكذلك آثارها المعززة بسبب عملها المشترك والمشترك.

ما هو نطاق تركيزات المواد الضارة التي ينبغي التحكم فيها؟ دعونا نعطي أمثلة على الحد الأقصى للتركيزات المسموح بها للمواد الضارة، والتي ستكون بمثابة مبادئ توجيهية في تحليل إمكانيات مراقبة الإشعاع في البيئة. الوثيقة التنظيمية الرئيسية المتعلقة بالسلامة الإشعاعية، معايير السلامة الإشعاعية (NRB-76/87)، تعطي قيم الحد الأقصى المسموح به لتركيزات المواد المشعة في الماء والهواء للعاملين المحترفين وجزء محدود من السكان. يعرض الجدول بيانات عن بعض النويدات المشعة المهمة والنشيطة بيولوجيًا. قيم التركيزات المسموح بها للنويدات المشعة.

نيوكليد، ن
عمر النصف T1/2 سنة
العائد من انشطار اليورانيوم،٪
التركيز المسموح به، كو/لتر
التركيز المسموح به
في الهواء
في الهواء
في الهواء، بيكريل/م3
في الماء بكريل/كجم
التريتيوم-3 (أكسيد)
12, 35
3*10-10
4*10-6
7, 6*103
3*104
الكربون 14
5730
1, 2*10-10
8, 2*10-7
2, 4*102
2, 2*103
حديد-55
2, 7
2, 9*10-11
7, 9*10-7
1, 8*102
3, 8*103
الكوبالت-60
5, 27
3*10-13
3, 5*10-8
1, 4*101
3, 7*102
الكريبتون-85
10, 3
0, 293
3, 5*102
2, 2*103
السترونتيوم-90
29, 12
5, 77
4*10-14
4*10-10
5, 7
4, 5*101
اليود-129
1, 57*10+7
2, 7*10-14
1, 9*10-10
3, 7
1, 1*101
اليود-131
8، 04 أيام
3, 1
1, 5*10-13
1*10-9
1, 8*101
5, 7*101
السيزيوم-135
2, 6*10+6
6, 4
1, 9*102
6, 3*102
الرصاص 210
22, 3
2*10-15
7, 7*10-11
1, 5*10-1
1, 8
الراديوم-226
1600
8, 5*10-16
5, 4*10-11
8, 6*10-3
4, 5
أوران-238
4, 47*10+9
2, 2*10-15
5, 9*10-10
2, 8*101
7, 3*10-1
البلوتونيوم-239
2, 4*10+4
3*10-17
2, 2*10-9
9, 1*10-3
5

ويمكن ملاحظة أن جميع قضايا حماية البيئة تشكل مجمعًا علميًا وتنظيميًا وتقنيًا واحدًا، والذي يجب أن يسمى السلامة البيئية. وينبغي التأكيد على أننا نتحدث عن حماية النظم البيئية والناس، كجزء من المحيط البيئي، من المخاطر الخارجية التي من صنع الإنسان، أي أن النظم البيئية والناس هم موضوع الحماية. تعريف السلامة البيئية يمكن أن يكون بيان أن السلامة البيئية هي الحماية الضرورية والكافية للنظم البيئية والبشر من التأثيرات الضارة التي من صنع الإنسان

تتميز حماية البيئة عادة بأنها حماية النظم البيئية من تأثيرات محطات الطاقة النووية أثناء تشغيلها الطبيعي وسلامتها كنظام من التدابير الوقائية في حالة وقوع حوادث عليها. وكما يتبين، مع هذا التعريف لمفهوم "الأمن"، تم توسيع نطاق التأثيرات المحتملة، وتم إدخال إطار للأمن الضروري والكافي، والذي يحدد مناطق التأثيرات غير المهمة والهامة، المسموح بها وغير المقبولة. ولنلاحظ أن أساس المواد التنظيمية المتعلقة بالسلامة الإشعاعية (RS) هو فكرة أن الحلقة الأضعف في المحيط الحيوي هي الإنسان الذي يجب حمايته بكل الوسائل الممكنة. ويعتقد أنه إذا كان الشخص محمي بشكل صحيح من الآثار الضارة للإشعاع النووي، فسيتم حماية البيئة أيضا، لأن المقاومة الإشعاعية لعناصر النظام البيئي عادة ما تكون أعلى بكثير من تلك التي لدى البشر. ومن الواضح أن هذا الموقف ليس لا جدال فيه على الإطلاق، لأن التكاثر الحيوي للنظم الإيكولوجية لا يتمتع بنفس القدرات التي يتمتع بها البشر - للاستجابة بسرعة وذكاء لمخاطر الإشعاع. لذلك، بالنسبة لشخص في الظروف الحالية، فإن المهمة الرئيسية هي بذل كل ما هو ممكن لاستعادة الأداء الطبيعي للنظم البيئية ومنع انتهاكات التوازن البيئي.

أحدث المنشورات
المهمة السرية لمحطات الطاقة النووية. إعلان.

عقد مركز شمال القوقاز العلمي للتعليم العالي وجامعة ولاية روستوف المؤتمر العلمي والعملي الثاني "مشاكل تطوير الطاقة النووية على نهر الدون" في الفترة من 29 فبراير إلى 1 مارس. شارك في المؤتمر حوالي 230 عالمًا من إحدى عشرة مدينة في الاتحاد الروسي، بما في ذلك من موسكو، وسانت بطرسبورغ، ونيجني نوفغورود، ونوفوتشركاسك، وفولجودونسك، وغيرها. وحضر المؤتمر نواب في الجمعية التشريعية للاتحاد الروسي، وممثلون عن الإدارة الإقليمية، ووزارة الطاقة الذرية في الاتحاد الروسي، وشركة Rosenergoatom، ومحطة روستوف للطاقة النووية، فضلاً عن المنظمات البيئية ووسائل الإعلام في المنطقة. وعقد المؤتمر في جو عملي وبناء. وفي الجلسة العامة، ألقى النائب الأول كلمة افتتاحية. رئيس الإدارة الإقليمية I. A. ستانيسلافوف. تم تقديم العروض من قبل الأكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم V.I Osipov، مدير Rostvenergo F.A.Kushnarev، نائب. مدير شركة Rosenergoatom Concern A.K Polushkin، رئيس جمعية جنوب روسيا "صحة الإنسان - القرن الحادي والعشرين" V.I Rusakov وآخرين. وتم تقديم أكثر من 130 تقريراً في ستة أقسام في مجالات تتعلق ببناء وتشغيل محطة للطاقة النووية.

في الجلسة العامة الأخيرة، لخص قادة الأقسام النتائج، والتي سيتم لفت انتباه نواب الجمعية التشريعية وجمهور الدون إليها في المستقبل القريب جدًا. سيتم نشر جميع المواد المقدمة في مجموعة من التقارير.

سؤال: "أن تكون أو لا تكون روستوف النووية؟ " أصبحت حادة بشكل خاص الآن. حصل العاملون في المجال النووي على الضوء الأخضر لمشروع بناء RoNPP. ولم يتفق الخبير العام مع رأي التقييم البيئي للدولة بشأن إمكانية استئناف البناء.

ويرى بعض سكان منطقتنا أن محطات الطاقة النووية "ليس لها نفع إلا الضرر". إن متلازمة تشيرنوبيل تجعل من الصعب النظر إلى الوضع بموضوعية. إذا وضعنا العواطف جانباً، فسنجد أنفسنا أمام حقائق غير سارة للغاية. واليوم بالفعل، يتحدث مهندسو الطاقة في روستوف عن أزمة طاقة وشيكة في المنطقة. معدات محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري غير قادرة على التعامل مع الأحمال المتزايدة. وفي الدول الغربية، والتي يشار إليها الآن بشكل شائع، يتم إنتاج 5-6 آلاف كيلووات/ساعة للفرد سنويًا. لدينا حاليا أقل من ثلاثة. ويلوح في الأفق احتمال ترك ألف شخص أمامنا. ماذا يعني هذا؟ لقد شعرنا بالغضب مؤخرًا بسبب زيادة مفاجئة أخرى في أسعار الكهرباء. وبطريقة ما، تم بالفعل نسيان حالات انقطاع التيار الكهربائي "المتداول" سيئة السمعة. ولكن كل هذا ليس بأي حال من الأحوال نزوة من المتخصصين في مجال الطاقة. هذه هي حياتنا المستقبلية. تعاني بريموري حاليًا من أزمة طاقة. قضى الناس الشتاء في شقق غير مدفأة. يتم تشغيل الكهرباء مرة واحدة يوميًا لفترة قصيرة. هل من الممكن أن نتخيل حياة طبيعية بدون كهرباء؟ ماذا يعني ترك مؤسسة صناعية كبيرة بدون كهرباء؟

للأسف، حياتنا مرتبطة بقوة بالمقابس والأسلاك والمفاتيح. إن توليد الكهرباء هو أيضًا إنتاج، ويتطلب قدرات حديثة وقوية. يقترح معارضو الطاقة النووية السلمية إعادة توظيف محطة RoNPP قيد الإنشاء لتعمل بالوقود العضوي. لكن منتجات النفايات من هذه المحطات ليست أقل شأنا من حيث الآثار الضارة على البيئة، وفي بعض المؤشرات تتجاوز تأثير المحطات النووية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن قوة المحطات العضوية لا يمكن مقارنتها بقوة أخواتها الذرية.

هناك مقترحات لتحويل الاقتصاد الروسي إلى الطاقة الشمسية غير الضارة. وهذا أمر جيد بالتأكيد. ولكن، للأسف، لم يتقدم التقدم التكنولوجي في العالم بما يكفي للحديث بجدية عن استخدام هذا النوع من الطاقة. يمكنك بالطبع انتظار إدخال الألواح الشمسية في الاقتصاد. الشركات تنتظر، وسينهار الاقتصاد بأكمله، وسنضطر أنا وأنت إلى إشعال النيران لتدفئة منازلنا وطهي الطعام.

اليوم، أصبحت الطاقة الشمسية مجرد حلم أكثر من كونها حقيقة عملية. وبالإضافة إلى ذلك، تلعب محطات الطاقة النووية دورًا مهمًا في تطوير الطاقة الشمسية. في هذه المحطات تتم معالجة السيليكون المادي وتحويله إلى أمفورا السيليكون. هذا الأخير هو على وجه التحديد الأساس لإنتاج الألواح الشمسية. بالإضافة إلى ذلك، في محطات الطاقة النووية، يتم زراعة بلورات مفردة من السيليكون ثم يتم تطعيمها بالإشعاع. يتم إنزال البلورة في مفاعل نووي وتتحول تحت تأثير الإشعاع إلى فسفور مستقر. وهذا الفسفور هو الذي يستخدم في صناعة أجهزة الرؤية الليلية وأنواع مختلفة من الترانزستورات وأجهزة ومعدات الجهد العالي.

الطاقة النووية هي طبقة كاملة من الإنتاج كثيف المعرفة الذي يمكن أن يحسن الوضع الاقتصادي في المنطقة بشكل كبير.

إن فكرة تخلي الغرب عن بناء محطات الطاقة النووية فكرة غير صحيحة. وتمتلك اليابان وحدها 51 وحدة للطاقة النووية قيد التشغيل، وهناك وحدتان جديدتان قيد الإنشاء. لقد تطورت تقنيات سلامة الطاقة النووية إلى حد كبير بحيث أصبحت من الممكن بناء محطات حتى في المناطق الخطرة زلزاليا. ويعمل العاملون في المجال النووي في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك بلدنا، تحت شعار: "السلامة قبل الاقتصاد". تشكل معظم المنشآت الصناعية خطراً محتملاً على الحياة. إن المأساة الأخيرة التي شهدتها أوروبا الوسطى، عندما تسمم نهر الدانوب بالسيانيد، يمكن تشبيهها من حيث الحجم بكارثة تشيرنوبيل. كان كل خطأ الأشخاص الذين انتهكوا قواعد السلامة. نعم، تتطلب الطاقة النووية معاملة خاصة ومراقبة خاصة. لكن هذا ليس سببا للتخلي عنه تماما. من الخطير إطلاق الأقمار الصناعية إلى الفضاء، يمكن أن يسقط أي منها على الأرض، ومن الخطر قيادة السيارة - يموت الآلاف من الأشخاص في حوادث السيارات كل عام، ومن الخطورة استخدام الغاز، ومن الخطورة الطيران على الطائرات، فمن المضر والخطير استخدام أجهزة الكمبيوتر. وكما قال الكلاسيكي: "كل شيء ممتع إما أن يكون غير قانوني، أو غير أخلاقي، أو يؤدي إلى السمنة". لكننا نطلق الأقمار الصناعية، ونقود السيارات، ولا يمكننا أن نتخيل حياتنا بدون الغاز الطبيعي والكهرباء. لقد اعتدنا على حضارة مستحيلة حاليا دون استخدام الطاقة الذرية. ويجب أن يؤخذ هذا بعين الاعتبار. "صحيفة دون"، العدد 10(65)، 07/03/2000

ايلينا موكريكوفا
حدثت حالة طوارئ في محطة للطاقة النووية في اليابان

في اليابان، ظهرت حالة الطوارئ مرة أخرى في إحدى محطات الطاقة النووية. هذه المرة، تم تسجيل تسرب للمياه من نظام التبريد لمحطة للطاقة النووية تقع في الجزء الأوسط من البلاد، حسبما ذكرت RBC. ومع ذلك، ذكرت السلطات اليابانية أنه لا يوجد خطر التلوث الإشعاعي للبيئة. ولم يتم تحديد سبب التسرب بعد.

بعد الحادث الذي وقع في محطة الطاقة النووية في مدينة توكامورا العام الماضي، قررت حكومة البلاد مؤخرًا تقليل عدد المفاعلات النووية المبنية حديثًا، وفقًا لما ذكرته وكالة دويتشه برس أجنتور الألمانية. تعرض 22 شخصًا للإشعاع نتيجة حادث في محطة للطاقة النووية في كوريا الجنوبية تعرض 22 شخصًا للإشعاع نتيجة حادث في محطة للطاقة النووية في كوريا الجنوبية. كما ورد اليوم، تسربت مياه ثقيلة أثناء إصلاحات مضخة التبريد يوم الاثنين، حسبما ذكرت رويترز نقلا عن وكالة يونهاب للأنباء. وذكرت وكالة يونهاب للأنباء أن الحادث الذي وقع في محطة للطاقة النووية في مقاطعة كيونج سانج الشمالية وقع يوم الاثنين في حوالي الساعة 19:00.

وبحسب رويترز، تم إيقاف التسرب. وفي هذه المرحلة، انسكب حوالي 45 لترًا من الماء الثقيل في البيئة الخارجية.

ولنتذكر أن حادثا مماثلا وقع يوم الثلاثاء الماضي في اليابان، حيث تعرض 55 شخصا، معظمهم من عمال المصانع، للإشعاع الإشعاعي. إلا أن السلطات الكورية الجنوبية لم تتوقع شيئاً كهذا. أجابت المدينة بـ "لا": تحدث 4156 من سكان فولجودونسك ضد محطة الطاقة النووية RoNPP: حملة صحفية "دعونا نسأل المدينة"

خلال أسبوع العمل - من الاثنين إلى الجمعة - نظمت صحيفتا "Evening Volgodonsk" و "Volgodonskaya Nedelya" حملة مشتركة "دعونا نسأل المدينة".

شارك 3333 شخصًا في استطلاع "مساء فولجودونسك". اتصل معظمهم عبر الهاتف، وأحضر بعضهم قسائم مملوءة (يتم إرسالها بالبريد - بدون مظاريف أو طوابع). وقام آخرون ببساطة بإعداد القوائم وإحضارها. وتوزعت الأصوات على النحو التالي: 55 شخصًا صوتوا لصالح وجود RoNPP، وعارض 3278 شخصًا.

أعرب 899 من سكان فولجودونسك عن رأيهم في أسبوع فولجودونسك، حيث صوت 21 منهم لصالح محطة الطاقة النووية، مقابل 878 ضدها.

أظهر الاستطلاع أنه ليس كل مواطنينا، بسبب الصعوبات الاقتصادية، فقدوا موقف حياتهم النشط، كما يقولون، تخلوا عن كل شيء. لم يتحدث الكثيرون عن أنفسهم فحسب، بل خصصوا أيضًا وقتًا لمقابلة الجيران والأقارب وزملاء العمل.

تم نقل قائمة واسعة من معارضي محطة الطاقة النووية - 109 أسماء - إلى مكتب تحرير VV في اليوم الأخير من الحدث. علاوة على ذلك، لم يكن من الممكن إنشاء "التأليف" - من الواضح أن هواة الجمع لم يعملوا من أجل الشهرة، بل من أجل الفكرة. قائمة أخرى، والتي كانت تحتوي على آراء مؤيدة ومعارضة، انتهت أيضًا بدون "مؤلف".

شيء آخر هو قوائم المنظمات. تحدث 29 موظفًا في مستوصف فولجودونسك لمكافحة السل ضد بناء RoNPP. تم دعمهم من قبل 17 طالبًا من الصف 11أ من المدرسة N10، بقيادة معلم الفصل، و54 عاملاً من فيروس الورم الحليمي البشري-16.

كثير من الناس لم يعبروا عن آرائهم فحسب، بل قدموا أيضًا الحجج المؤيدة والمعارضة. أولئك الذين يعتقدون أن المدينة بحاجة إلى محطة للطاقة النووية يرونها، قبل كل شيء، مصدرًا لفرص العمل الجديدة. أولئك الذين يتحدثون ضدها يعتقدون أن أهم شيء هو السلامة البيئية للمحطة، وفي غياب هذه السلامة، تكون جميع الحجج الأخرى ثانوية.

تقول ليديا كونستانتينوفنا ريبكينا: "لقد نجونا من الإبادة الجماعية التي ارتكبها ستالين، ثم من إبادة هتلر. إن محطة الطاقة النووية على أرضنا ليست أكثر من نفس الإبادة الجماعية، ولكنها أكثر حداثة فقط". يقوم حكامنا بترميم الكنائس بيد، ويقتلون باليد الأخرى نحن وشعوبهم، بما في ذلك من خلال بناء محطات الطاقة النووية في المناطق المكتظة بالسكان".

وكان من بين المشاركين في الاستطلاع أيضًا أولئك الذين يعرفون العواقب المحتملة للعيش بجوار ذرة "مسالمة" ليس فقط من منشورات الصحف. لم تتمكن ماريا ألكسيفنا ياريما، التي جاءت إلى فولجودونسك من أوكرانيا، من حبس دموعها عندما تحدثت عن أقاربها الذين بقوا هناك.

"بعد تشيرنوبيل، أصبح جميع الأقارب مريضين للغاية. المقبرة تنمو بسرعة كبيرة، ومعظمهم من الشباب والأطفال يموتون هناك". "من سيحتاج إلينا إذا حدث شيء ما في محطة روستوف للطاقة النووية، لا سمح الله؟"، سأل سكان البلدة. قليل من الناس يصدقون تأكيدات العلماء النوويين بعدم إمكانية حدوث أي شيء خطير. وكما تعلمون فإن الله يحمي المحميين. هل سينقذنا؟

عندما يتعلق الأمر بتغطية مشاكل RoNPP، غالبًا ما يتهم المعارضون صحيفتنا بالتحيز والتحيز. لكننا فقط نعكس الرأي العام حول هذه القضية. وبطبيعة الحال، لا يمكن أن تناسب الجميع. على سبيل المثال، عمال الطاقة النووية، أو مجلس المدينة، الذي قال "نعم" للمحطة قبل عام. لكنه موجود، ولا مفر منه.

وبطبيعة الحال، فإن استطلاع رأي الصحيفة ليس استفتاء. ولكن أليس من المفيد التفكير في أن من بين جميع الذين شاركوا في الاستطلاع، أولئك الذين تحدثوا لصالح بناء RoNPP شكلوا أقل من اثنين في المئة من المجموع؟ أم أن أنصار الحزب الوطني لم يتصلوا بنا لأنهم يعرفون موقف الصحيفة وليسوا واثقين من موضوعيتها؟ ولكن هناك تحذير واحد. لتجنب الاتهامات المتبادلة بالتحيز، قمنا، بالاتفاق مع مركز معلومات RoAES، "بتبادل" الحاضرين عبر الهاتف مؤقتًا (قرر مركز المعلومات، بعد أيام قليلة من بدء الحملة الصحفية، على النقيض من ذلك، الاحتفاظ به) . أي أن موظفهم كان على هاتف التحرير، وكان موظفنا في مركز المعلومات. حصلت موظفة في RoNPP على فرصة لكتابة آراء سكان المدينة بيديها (في 20 دقيقة، كان عليها أن تفعل ذلك ثماني مرات، كلهم ​​كانوا ضدها). قضى ضابطنا المناوب ساعة ونصف في مركز المعلومات دون جدوى - خلال هذا الوقت لم يتصلوا ولو مرة واحدة. وفي قوائم الذين اتصلوا في وقت سابق، كانت هناك ثلاثة أسماء وحيدة: اثنان «ضد»، وواحد «مع».

يمكن لأي شخص، بما في ذلك ممثلي السلطات - المحلية والإقليمية على حد سواء - التحقق من صحة تصريحات سكان فولجودونسك شخصيا. يكفي الاتصال بأي من العناوين المشار إليها (جميعها موجودة في مكتب التحرير). وهنا ما هو غير واضح مرة أخرى: على أي أساس تنمو الأسطورة مرارًا وتكرارًا حول تغير المزاج في المدينة، وأن غالبية السكان يحلمون حرفيًا بالإطلاق السريع لمحطة للطاقة النووية؟ ويتم تقديم هذه الأسطورة باستمرار على أنها حقيقة، وهذه هي بالضبط الطريقة التي يتم بها تقديمها من قبل قادة المدن الأفراد إلى الجمعية التشريعية والإدارة الإقليمية.

قال حاكم الدون فلاديمير تشوب: "دعونا نسأل المدينة". سألنا. استجابت المدينة. هل ستتبع ذلك أي استنتاجات من سلطات الدون؟

هناك طريقة واحدة فقط، ربما ليست بسيطة جدًا وليست الأرخص، ولكنها موثوقة تمامًا لمعرفة الوضع الحقيقي - وهي المسح الإقليمي. وإذا كانت سلطاتنا مهتمة حقا برأينا، فلا توجد طريقة أخرى لمعرفة ذلك. ولكن هذا إذا كانوا مهتمين. وإذا كانوا لا يهتمون برأينا، فقد حان الوقت للتوقف عن النفاق والقول مرة واحدة وإلى الأبد: سيتم إطلاق محطة الطاقة النووية، بغض النظر عن رأيك في ذلك، حتى لو كنت من الأغلبية الثلاثة انتهى الوقت. ولا تتظاهروا بأن رأي المدينة يتوافق مع رأي قادتها المنتخبين. RoNPP هو اختيارهم. ليس هناك ما يمكن إضافته إلى هذا.

خاتمة
وفي النهاية يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية:
العوامل “المؤيدة” لمحطات الطاقة النووية:

الطاقة النووية هي إلى حد بعيد أفضل شكل من أشكال إنتاج الطاقة. اقتصادية وعالية الطاقة وصديقة للبيئة عند استخدامها بشكل صحيح. تتمتع محطات الطاقة النووية، مقارنة بمحطات الطاقة الحرارية التقليدية، بميزة في تكاليف الوقود، وهو ما يتجلى بشكل خاص في تلك المناطق التي توجد فيها صعوبات في توفير الوقود وموارد الطاقة، فضلا عن الاتجاه التصاعدي المطرد في تكلفة إنتاج الوقود الأحفوري. .

كما أن محطات الطاقة النووية ليست عرضة لتلويث البيئة الطبيعية بالرماد وغازات المداخن مع ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وأكسيد الكبريت ومياه الصرف الصحي التي تحتوي على منتجات بترولية. عوامل "ضد" محطات الطاقة النووية:

العواقب الوخيمة للحوادث في محطات الطاقة النووية.

التأثير الميكانيكي المحلي على التضاريس - أثناء البناء. الأضرار التي لحقت بالأفراد في الأنظمة التكنولوجية - أثناء التشغيل. جريان المياه السطحية والجوفية التي تحتوي على مكونات كيميائية ومشعة.

التغيرات في طبيعة استخدام الأراضي وعمليات التمثيل الغذائي في المنطقة المجاورة مباشرة لمحطة الطاقة النووية.

التغيرات في الخصائص المناخية الدقيقة للمناطق المجاورة.

محطة الطاقة النووية (NPP) عبارة عن مجمع من الهياكل التقنية المصممة لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الطاقة المنبعثة أثناء التفاعل النووي الخاضع للرقابة.

ويستخدم اليورانيوم كوقود شائع لمحطات الطاقة النووية. يتم تنفيذ تفاعل الانشطار في الوحدة الرئيسية لمحطة الطاقة النووية - المفاعل النووي.

تم تركيب المفاعل في غلاف فولاذي مصمم للضغط العالي - حتى 1.6 × 107 باسكال، أو 160 ضغطًا جويًا.
الأجزاء الرئيسية من VVER-1000 هي:

1. المنطقة النشطة، حيث يوجد الوقود النووي، يحدث تفاعل متسلسل للانشطار النووي ويتم إطلاق الطاقة.
2. عاكس النيوترونات المحيط بالنواة.
3. المبرد.
4. نظام مراقبة الحماية (CPS).
5. الحماية من الإشعاع.

يتم إطلاق الحرارة في المفاعل بسبب التفاعل المتسلسل لانشطار الوقود النووي تحت تأثير النيوترونات الحرارية. في هذه الحالة، يتم تشكيل منتجات الانشطار النووي، من بينها المواد الصلبة والغازات - زينون، الكريبتون. تحتوي منتجات الانشطار على نشاط إشعاعي عالي جدًا، لذلك يتم وضع الوقود (كريات ثاني أكسيد اليورانيوم) في أنابيب الزركونيوم المغلقة - قضبان الوقود (عناصر الوقود). يتم دمج هذه الأنابيب في عدة قطع جنبًا إلى جنب في مجموعة وقود واحدة. للتحكم في المفاعل النووي وحمايته، يتم استخدام قضبان التحكم التي يمكن تحريكها على طول ارتفاع القلب بالكامل. وتتكون القضبان من مواد تمتص النيوترونات بقوة - على سبيل المثال، البورون أو الكادميوم. عندما يتم إدخال القضبان بعمق، يصبح التفاعل المتسلسل مستحيلا، حيث يتم امتصاص النيوترونات بقوة وإزالتها من منطقة التفاعل. يتم نقل القضبان عن بعد من لوحة التحكم. مع حركة طفيفة للقضبان، فإن عملية السلسلة إما أن تتطور أو تتلاشى. وبهذه الطريقة يتم تنظيم قوة المفاعل.

تخطيط المحطة مزدوج الدائرة. تتكون الدائرة الأولى المشعة من مفاعل VVER 1000 وأربع حلقات تبريد دورانية. أما الدائرة الثانية غير المشعة فتتضمن مولد بخار ووحدة إمداد بالمياه ووحدة توربينية واحدة بقدرة 1030 ميجاوات. المبرد الأساسي هو ماء غير مغلي عالي النقاء تحت ضغط 16 ميجا باسكال مع إضافة محلول حمض البوريك، وهو ماص قوي للنيوترونات، يستخدم لتنظيم قوة المفاعل.

1. تقوم المضخات الدورانية الرئيسية بضخ الماء عبر قلب المفاعل، حيث يتم تسخينه إلى درجة حرارة 320 درجة بسبب الحرارة المتولدة أثناء التفاعل النووي.
2. ينقل المبرد الساخن حرارته إلى مياه الدائرة الثانوية (سائل العمل)، ويبخرها في مولد البخار.
3. يدخل المبرد المبرد مرة أخرى إلى المفاعل.
4. ينتج مولد البخار بخارًا مشبعًا عند ضغط 6.4 ميجا باسكال، والذي يتم إمداده بالتوربين البخاري.
5. يقوم التوربين بتشغيل الدوار للمولد الكهربائي.
6. يتم تكثيف بخار العادم في المكثف ويتم إمداده مرة أخرى إلى مولد البخار بواسطة مضخة التكثيف. للحفاظ على الضغط المستمر في الدائرة، يتم تثبيت معوض حجم البخار.
7. تتم إزالة حرارة تكثيف البخار من المكثف عن طريق تدوير الماء، والذي يتم توفيره بواسطة مضخة التغذية من البركة المبردة.
8. تم إغلاق كل من الدائرتين الأولى والثانية للمفاعل. وهذا يضمن سلامة المفاعل للموظفين والجمهور.

إذا لم يكن من الممكن استخدام كمية كبيرة من الماء لتكثيف البخار، فبدلاً من استخدام الخزان، يمكن تبريد المياه في أبراج تبريد خاصة (أبراج التبريد).

يتم ضمان السلامة والملاءمة البيئية لتشغيل المفاعل من خلال الالتزام الصارم باللوائح (قواعد التشغيل) وكمية كبيرة من معدات التحكم. وقد تم تصميم كل ذلك للتحكم المدروس والفعال في المفاعل.
الحماية في حالات الطوارئ للمفاعل النووي عبارة عن مجموعة من الأجهزة المصممة للإيقاف السريع للتفاعل النووي المتسلسل في قلب المفاعل.

يتم تشغيل الحماية النشطة في حالات الطوارئ تلقائيًا عندما يصل أحد معلمات المفاعل النووي إلى قيمة قد تؤدي إلى وقوع حادث. قد تشمل هذه المعلمات: درجة الحرارة والضغط وتدفق سائل التبريد ومستوى وسرعة زيادة الطاقة.

العناصر التنفيذية للحماية في حالات الطوارئ هي في معظم الحالات قضبان تحتوي على مادة تمتص النيوترونات جيدًا (البورون أو الكادميوم). في بعض الأحيان، لإغلاق المفاعل، يتم حقن مادة ماصة للسائل في حلقة المبرد.

بالإضافة إلى الحماية النشطة، تتضمن العديد من التصميمات الحديثة أيضًا عناصر الحماية السلبية. على سبيل المثال، تتضمن الإصدارات الحديثة من مفاعلات VVER "نظام تبريد قلب الطوارئ" (ECCS) - خزانات خاصة تحتوي على حمض البوريك وتقع فوق المفاعل. في حالة وقوع حادث على أساس التصميم الأقصى (تمزق دائرة التبريد الأولى للمفاعل)، تنتهي محتويات هذه الخزانات داخل قلب المفاعل بفعل الجاذبية وينطفئ التفاعل النووي المتسلسل بكمية كبيرة من المادة التي تحتوي على البورون. والتي تمتص النيوترونات بشكل جيد.

وفقًا لـ "قواعد السلامة النووية لمرافق مفاعلات محطات الطاقة النووية"، يجب أن يؤدي نظام واحد على الأقل من أنظمة إغلاق المفاعلات المتوفرة وظيفة الحماية في حالات الطوارئ (EP). يجب أن تشتمل الحماية في حالات الطوارئ على مجموعتين مستقلتين على الأقل من عناصر العمل. عند الإشارة AZ، يجب تنشيط أجزاء العمل AZ من أي أوضاع عمل أو وسيطة.
يجب أن تتكون معدات AZ من مجموعتين مستقلتين على الأقل.

يجب تصميم كل مجموعة من معدات AZ بطريقة توفر الحماية في نطاق التغيرات في كثافة تدفق النيوترونات من 7% إلى 120% من القيمة الاسمية:
1. بكثافة تدفق النيوترونات - ما لا يقل عن ثلاث قنوات مستقلة؛
2. حسب معدل الزيادة في كثافة تدفق النيوترونات - ما لا يقل عن ثلاث قنوات مستقلة.

يجب تصميم كل مجموعة من معدات الحماية في حالات الطوارئ بحيث يتم توفير الحماية في حالات الطوارئ، على مدى النطاق الكامل للتغيرات في المعلمات التكنولوجية المحددة في تصميم محطة المفاعل (RP)، من خلال ثلاث قنوات مستقلة على الأقل لكل معلمة تكنولوجية التي تكون الحماية ضرورية لها.

يجب أن يتم إرسال أوامر التحكم لكل مجموعة لمشغلات AZ عبر قناتين على الأقل. عندما يتم إخراج قناة واحدة في إحدى مجموعات معدات AZ من التشغيل دون إخراج هذه المجموعة من التشغيل، يجب أن يتم إنشاء إشارة إنذار تلقائيًا لهذه القناة.

يجب تفعيل الحماية الطارئة على الأقل في الحالات التالية:
1. عند الوصول إلى الإعداد AZ لكثافة تدفق النيوترونات.
2. عند الوصول إلى الإعداد AZ لمعدل الزيادة في كثافة تدفق النيوترونات.
3. في حالة اختفاء الجهد الكهربائي في أي مجموعة من معدات الحماية في حالات الطوارئ وحافلات إمداد الطاقة CPS التي لم يتم إخراجها من الخدمة.
4. في حالة فشل أي قناتين من قنوات الحماية الثلاث لكثافة تدفق النيوترونات أو لمعدل زيادة تدفق النيوترونات في أي مجموعة من معدات AZ التي لم يتم إخراجها من الخدمة.
5. عند الوصول إلى إعدادات AZ من خلال المعلمات التكنولوجية التي يجب إجراء الحماية لها.
6. عند تشغيل AZ من مفتاح من نقطة التحكم في الكتلة (BCP) أو نقطة التحكم الاحتياطية (RCP).

تم إعداد المادة من قبل محرري موقع www.rian.ru على الإنترنت بناءً على معلومات من وكالة RIA Novosti والمصادر المفتوحة

محطات الطاقة النووية

الأحكام العامة.محطات الطاقة النووية (NPPs) هي في الأساس محطات طاقة حرارية تستغل الطاقة الحرارية للتفاعلات النووية.

ترتبط إمكانية استخدام الوقود النووي، وخاصة اليورانيوم 235 يو، كمصدر للحرارة بتنفيذ تفاعل متسلسل لانشطار المادة وإطلاق كمية هائلة من الطاقة. يتم ضمان تفاعل انشطاري متسلسل ذاتي التحكم ونواة اليورانيوم في المفاعل النووي. ونظرًا لكفاءة انشطار نواة اليورانيوم 235 يو عند قصفها بالنيوترونات الحرارية البطيئة، فإن المفاعلات التي تستخدم النيوترونات الحرارية البطيئة لا تزال هي السائدة. ويستخدم نظير اليورانيوم 235 U عادةً كوقود نووي؛ وتبلغ نسبة محتواه في اليورانيوم الطبيعي 0.714%؛ الجزء الأكبر من اليورانيوم هو النظير 238 يو (99.28%). وعادة ما يستخدم الوقود النووي في شكل صلب. وهي محاطة بقشرة واقية. ويسمى هذا النوع من عناصر الوقود بقضبان الوقود، ويتم تركيبها في قنوات العمل في قلب المفاعل. تتم إزالة الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء تفاعل الانشطار من قلب المفاعل باستخدام سائل التبريد، الذي يتم ضخه تحت الضغط من خلال كل قناة عمل أو من خلال القلب بأكمله. المبرد الأكثر شيوعًا هو الماء، والذي يتم تنقيته جيدًا.

يمكن أن تعمل المفاعلات المبردة بالماء في وضع الماء أو البخار. وفي الحالة الثانية، يتم إنتاج البخار مباشرة في قلب المفاعل.

عند انشطار نواة اليورانيوم أو البلوتونيوم، يتم إنتاج نيوترونات سريعة تكون طاقتها عالية. في اليورانيوم الطبيعي أو المخصب قليلا، حيث يكون محتوى 235 U منخفضا، لا يتطور تفاعل متسلسل مع النيوترونات السريعة. ولذلك، يتم إبطاء النيوترونات السريعة إلى نيوترونات حرارية (بطيئة). يمكن استخدام المواد التي تحتوي على عناصر ذات كتلة ذرية منخفضة وقدرة امتصاص منخفضة للنيوترونات كمهدئات. المشرفون الرئيسيون هم الماء والماء الثقيل والجرافيت.

حاليا، مفاعلات النيوترونات الحرارية هي الأكثر تطورا. هذه المفاعلات أبسط من الناحية الهيكلية وأسهل في التحكم مقارنة بمفاعلات النيوترونات السريعة. ومع ذلك، فإن الاتجاه الواعد هو استخدام مفاعلات النيوترونات السريعة مع الاستنساخ الموسع للوقود النووي - البلوتونيوم؛ وبهذه الطريقة يمكن استخدام معظم 238 U.

تُستخدم الأنواع الرئيسية التالية من المفاعلات النووية في محطات الطاقة النووية في روسيا:

آر بي إم كيه(مفاعل عالي الطاقة، قناة) – مفاعل نيوتروني حراري، ماء-جرافيت؛

VVER(مفاعل طاقة مبرد بالماء) – مفاعل نيوتروني حراري، نوع الوعاء؛

بن- مفاعل نيوتروني سريع مع مبرد الصوديوم المعدني السائل.

وصلت قدرة الوحدة من وحدات الطاقة النووية إلى 1500 ميجاوات. حاليا، يعتقد أن وحدة الطاقة هي وحدة الطاقة الطاقة النوويةولا يقتصر ذلك على الاعتبارات الفنية بقدر ما يقتصر على شروط السلامة في حالة وقوع حوادث مفاعلات.

نشط حاليا الطاقة النوويةوفقًا للمتطلبات التكنولوجية، فإنها تعمل بشكل أساسي في الجزء الأساسي من جدول أحمال نظام الطاقة مع مدة استخدام للسعة المركبة تبلغ 6500 ... 7000 ساعة / سنة

مخططات محطات الطاقة النووية.نظام التكنولوجيا الطاقة النوويةيعتمد ذلك على نوع المفاعل ونوع المبرد والمهدئ بالإضافة إلى عدد من العوامل الأخرى. يمكن أن تكون الدائرة دائرة واحدة ودائرة مزدوجة وثلاث دوائر. يظهر الشكل 1 كمثال (1 - مفاعل؛ 2 - مولد بخار؛ 3 - توربين؛ 4 - محول؛ 5 - مولد؛ 6 - مكثف توربيني؛ 7 - مضخة المكثفات (التغذية)؛ 8 - مضخة التدوير الرئيسية.)

دائرة مزدوجة الدائرة الطاقة النوويةلمحطة توليد الكهرباء مع نوع المفاعل VVER.يمكن ملاحظة أن هذا المخطط قريب من المخطط كيسومع ذلك، بدلا من مولد بخار الوقود الأحفوري، يتم استخدام محطة نووية هنا.

محطات الطاقة النووية هي مجرد مثل كيس، مبنية وفقًا لمبدأ الكتلة في كل من الأجزاء الميكانيكية الحرارية والكهربائية.

يتمتع الوقود النووي بقيمة حرارية عالية جدًا (1 كجم من 235 يو يحل محل 2900 طن من الفحم)، وبالتالي الطاقة النوويةوهو فعال بشكل خاص في المناطق الفقيرة في موارد الوقود، على سبيل المثال في الجزء الأوروبي من روسيا.

من المفيد تجهيز محطات الطاقة النووية بوحدات طاقة عالية الطاقة. ثم، من حيث المؤشرات الفنية والاقتصادية، فهي ليست أقل شأنا كيس،بل وتجاوزها في بعض الحالات. وحاليا تم تطوير مفاعلات بقدرة كهربائية تتراوح بين 440 و1000 ميجاوات. فيفر،وكذلك أنواع 1000 و 1500 ميجاوات آر بي إم كيه.في هذه الحالة، يتم تشكيل وحدة الطاقة على النحو التالي: يتم دمج المفاعل مع وحدتين توربينيتين (المفاعل ففير-440ووحدتين توربينيتين بقدرة 220 ميجاوات؛ مفاعل ففير-1000ووحدتين توربينيتين بقدرة 500 ميجاوات؛ مفاعل آر بي إم كيه-1500ووحدتين توربينيتين بقدرة 750 ميجاوات) أو بوحدة توربينية بنفس القوة (مفاعل بقدرة 1000 ميجاوات ووحدة توربينية بقدرة 1000 ميجاوات).

ومن الواعد إنشاء محطات طاقة نووية مزودة بمفاعلات نيوترونية سريعة، والتي يمكن استخدامها لتوليد الحرارة والكهرباء، فضلاً عن إعادة إنتاج الوقود النووي. نوع المفاعل بنلديه منطقة نشطة (الشكل 2، أ)،

مخطط قلب المفاعل

حيث يحدث تفاعل نووي مع إطلاق تدفق النيوترونات السريعة. وتؤثر هذه النيوترونات على عناصر 238 U، التي لا تستخدم عادة في التفاعلات النووية، وتحولها إلى بلوتونيوم 239. بو, والتي يمكن استخدامها لاحقا الطاقة النوويةكوقود نووي. تتم إزالة الحرارة الناتجة عن التفاعل النووي بواسطة الصوديوم السائل واستخدامها لتوليد الكهرباء.

مخطط الطاقة النوويةمع نوع المفاعل بن(الشكل 2، ب-) نظام التكنولوجيا - ( 1 – مفاعل 2 - مبادل حراري للدائرة الأولية؛ 3 – مبادل حراري (طبل) للدائرة الثانوية. 4 – التوربينات البخارية. 5 - محول تصاعدي. 6 - مولد. 7 - مكثف. 8,9,10 – المضخات)

ثلاث دوائر، اثنان منهم يستخدمان الصوديوم السائل (في دائرة المفاعل والدائرة الوسيطة). يتفاعل الصوديوم السائل بعنف مع الماء والبخار. لذلك، لتجنب ملامسة الصوديوم المشع للدائرة الأولية مع الماء أو بخار الماء في حالة وقوع حوادث، يتم تركيب دائرة ثانية (متوسطة) يكون فيها المبرد عبارة عن صوديوم غير مشع. مائع العمل في الدائرة الثالثة هو الماء وبخار الماء.

يوجد حاليًا عدد من وحدات الطاقة من هذا النوع قيد التشغيل بن، والتي هي الأكبر ب.ن-600.

لا تنتج محطات الطاقة النووية أي انبعاثات لغاز المداخن ولا توجد نفايات على شكل رماد وخبث. ومع ذلك، فإن إطلاق الحرارة المحددة في ماء التبريد هو الطاقة النوويةأكثر من تي إي إس،بسبب ارتفاع استهلاك البخار النوعي، وبالتالي ارتفاع استهلاك مياه التبريد النوعية. لذلك، على معظم الجديد الطاقة النوويةومن المخطط تركيب أبراج تبريد يتم فيها إزالة الحرارة من مياه التبريد إلى الغلاف الجوي.

ميزة الطاقة النوويةهي الحاجة للتخلص من النفايات المشعة. ويتم ذلك في أماكن دفن خاصة، مما يستبعد إمكانية تعرض الأشخاص للإشعاع.

لتجنب التعرض للانبعاثات المشعة المحتملة الطاقة النوويةعلى الأشخاص في حالة وقوع حادث، اتخاذ تدابير خاصة لزيادة موثوقية المعدات (ازدواجية نظام السلامة، وما إلى ذلك)، وإنشاء منطقة حماية صحية حول المحطة.

إن استخدام الطاقة النووية يجعل من الممكن توسيع موارد الطاقة، وبالتالي المساهمة في الحفاظ على موارد الوقود الأحفوري، وتقليل تكلفة الطاقة الكهربائية، وهو أمر مهم بشكل خاص للمناطق القريبة من مصادر الوقود، والحد من تلوث الهواء، وتخفيف وسائل النقل. المشاركة في نقل الوقود، للمساعدة في توفير الكهرباء والحرارة للصناعات، باستخدام التقنيات الجديدة (على سبيل المثال، تلك المشاركة في تحلية مياه البحر وتوسيع موارد المياه العذبة).

أما التلوث فعند الاستخدام الطاقة النوويةتختفي مشكلة نقص الأكسجين في البيئة، وهو أمر نموذجي بالنسبة لمحطة الطاقة الحرارية بسبب استخدامه لحرق الوقود العضوي. لا يوجد انبعاث للرماد مع غازات المداخن. وفيما يتعلق بمشكلة مكافحة تلوث الهواء، من المهم ملاحظة جدوى إدخال الطاقة النووية حزب الشعب الجمهوري،لأن حزب الشعب الجمهوريتقع عادة بالقرب من مستهلكات الحرارة والمراكز الصناعية والمناطق المأهولة بالسكان الكبيرة، حيث تكون نظافة البيئة ضرورية بشكل خاص.

عند العمل الطاقة النووية،لا تستهلك الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز)، ولا تنبعث منها أكاسيد الكبريت أو النيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وهذا يساعد على تقليل ظاهرة الاحتباس الحراري التي تؤدي إلى تغير المناخ العالمي.

في العديد من البلدان، تولد محطات الطاقة النووية بالفعل أكثر من نصف الكهرباء (في فرنسا - حوالي 75٪، في بلجيكا - حوالي 65٪)، في روسيا - 15٪ فقط.

الدروس المستفادة من حادث تشيرنوبيل الطاقة النووية(في أبريل 1986) طالب بتحسين الأمن بشكل كبير (عدة مرات). الطاقة النوويةواضطر إلى التخلي عن البناء الطاقة النوويةفي المناطق ذات الكثافة السكانية العالية والنشاط الزلزالي. ومع ذلك، ومع مراعاة الوضع البيئي، ينبغي اعتبار الطاقة النووية واعدة.

في روسيا يوم الطاقة النوويةتم إنتاج حوالي 120 مليار كيلووات ساعة من الطاقة الكهربائية سنويًا بشكل مستمر.

وفقًا لـ Rosenergoatom، سيتم ملاحظة المزيد من التطوير للطاقة النووية من حيث الطاقة الطاقة النوويةومن حيث كمية الطاقة الكهربائية المولدة لكل الطاقة النوويةروسيا.

محطات الطاقة النووية أحكام عامة. محطات الطاقة النووية (NPPs) هي في الأساس محطات طاقة حرارية تستغل الطاقة الحرارية للتفاعلات النووية. إمكانية استخدام الوقود النووي، وخاصة اليورانيوم 235U، في

محطة للطاقة النووية

محطة الطاقة النووية (NPP)- مجموعة من الهياكل التقنية المصممة لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الطاقة المنبعثة أثناء التفاعل النووي المتحكم فيه.

في النصف الثاني من الأربعينيات، حتى قبل الانتهاء من العمل على إنشاء أول قنبلة ذرية (تم اختبارها، كما هو معروف، في 29 أغسطس 1949)، بدأ العلماء السوفييت في تطوير المشاريع الأولى للاستخدام السلمي الطاقة الذرية، والتي أصبح اتجاهها العام على الفور هو صناعة الطاقة الكهربائية.

في عام 1948، بناء على اقتراح I.V. كورشاتوف وبناء على تعليمات الحزب والحكومة بدأ العمل الأول على الاستخدام العملي للطاقة الذرية لتوليد الكهرباء

في مايو 1950، بدأ العمل بالقرب من قرية أوبنينسكوي بمنطقة كالوغا في بناء أول محطة للطاقة النووية في العالم.

تم إطلاق أول محطة للطاقة النووية في العالم بقدرة 5 ميجاوات في 27 يونيو 1954 في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، في مدينة أوبنينسك الواقعة في منطقة كالوغا. في عام 1958، تم تشغيل المرحلة الأولى من محطة الطاقة النووية السيبيرية بقدرة 100 ميجاوات (إجمالي القدرة التصميمية 600 ميجاوات). في نفس العام، بدأ بناء محطة الطاقة النووية الصناعية بيلويارسك، وفي 26 أبريل 1964، قام مولد المرحلة الأولى بتزويد المستهلكين بالتيار. في سبتمبر 1964، تم إطلاق الوحدة الأولى من محطة نوفوفورونيج للطاقة النووية بقدرة 210 ميجاوات. وتم إطلاق الوحدة الثانية بقدرة 350 ميجاوات في ديسمبر 1969. وفي عام 1973، تم إطلاق محطة لينينغراد للطاقة النووية.

خارج اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم تشغيل أول محطة للطاقة النووية الصناعية بقدرة 46 ميجاوات في عام 1956 في كالدر هول (بريطانيا العظمى). وبعد مرور عام، بدأ تشغيل محطة للطاقة النووية بسعة 60 ميجاوات في شيبينجبورت (). الولايات المتحدة الأمريكية).

قادة العالم في إنتاج الكهرباء النووية هم: الولايات المتحدة الأمريكية (788.6 مليار كيلووات ساعة/سنة)، فرنسا (426.8 مليار كيلووات ساعة/سنة)، اليابان (273.8 مليار كيلووات ساعة/سنة)، ألمانيا (158.4 مليار كيلووات ساعة/سنة) وروسيا (154.7 مليار كيلووات ساعة/سنة).

وفي بداية عام 2004، كان هناك 441 مفاعلاً للطاقة النووية العاملة في العالم، وتقوم شركة JSC TVEL الروسية بتزويد 75 منها بالوقود.

أكبر محطة للطاقة النووية في أوروبا هي محطة زابوروجي للطاقة النووية بالقرب من مدينة إنرغودار (منطقة زابوروجي، أوكرانيا)، والتي بدأ بناؤها في عام 1980، واعتبارًا من منتصف عام 2008، يوجد 6 مفاعلات نووية تعمل بسعة إجمالية 6 جيجاوات.

أكبر محطة للطاقة النووية في العالم، كاشيوازاكي-كاريوا من حيث القدرة المركبة (اعتبارًا من عام 2008)، تقع في مدينة كاشيوازاكي اليابانية، محافظة نيغاتا - هناك خمسة مفاعلات الماء المغلي (BWR) ومفاعلين متقدمين للمياه المغلي (ABWR) قيد التشغيل، بقدرة إجمالية تبلغ 8,212 جيجاوات.

تصنيف

حسب نوع المفاعل

تصنف محطات الطاقة النووية حسب المفاعلات المثبتة عليها:

مفاعلات النيوترونات الحرارية، والتي تستخدم وسائط خاصة لزيادة احتمالية امتصاص النيوترونات من قبل نوى ذرات الوقود.

مفاعلات الماء الخفيف

مفاعلات الماء الثقيل

مفاعلات سريعة

المفاعلات دون الحرجة التي تستخدم مصادر النيوترونات الخارجية

مفاعلات الاندماج

حسب نوع الطاقة المنطلقة

يمكن تقسيم محطات الطاقة النووية إلى:

محطات الطاقة النووية (NPPs) مصممة لتوليد الكهرباء فقط

محطات الطاقة والحرارة النووية المشتركة (CHPs)، والتي تولد الكهرباء والطاقة الحرارية

ومع ذلك، فإن جميع محطات الطاقة النووية في روسيا لديها محطات تسخين مصممة لتسخين مياه الشبكة.

مبدأ التشغيل

يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا لتشغيل محطة للطاقة النووية بمفاعل طاقة مائي مضغوط مزدوج الدائرة. يتم نقل الطاقة المنطلقة في قلب المفاعل إلى المبرد الأولي. بعد ذلك، يدخل المبرد إلى المبادل الحراري (مولد البخار)، حيث يقوم بتسخين مياه الدائرة الثانوية حتى الغليان. يدخل البخار الناتج إلى توربينات تقوم بتدوير المولدات الكهربائية. عند خروج التوربينات، يدخل البخار إلى المكثف، حيث يتم تبريده بواسطة كمية كبيرة من الماء القادمة من الخزان.

معوض الضغط عبارة عن هيكل معقد ومرهق إلى حد ما يعمل على معادلة تقلبات الضغط في الدائرة أثناء تشغيل المفاعل والتي تنشأ بسبب التمدد الحراري لسائل التبريد. يمكن أن يصل الضغط في الدائرة الأولى إلى 160 ضغط جوي (VVER-1000).

بالإضافة إلى الماء، يمكن أيضًا استخدام الصوديوم أو الغاز المنصهر كمبرد في مفاعلات مختلفة. إن استخدام الصوديوم يجعل من الممكن تبسيط تصميم غلاف قلب المفاعل (على عكس دائرة الماء، فإن الضغط في دائرة الصوديوم لا يتجاوز الضغط الجوي)، والتخلص من معوض الضغط، لكنه يخلق صعوباته الخاصة. المرتبطة بزيادة النشاط الكيميائي لهذا المعدن.

قد يختلف العدد الإجمالي للدوائر باختلاف المفاعلات، ويظهر الرسم البياني في الشكل للمفاعلات من النوع VVER (مفاعل طاقة الماء والماء). تستخدم المفاعلات من نوع RBMK (مفاعل من نوع القناة عالية الطاقة) دائرة مائية واحدة، وتستخدم مفاعلات BN (مفاعل النيوترونات السريعة) دائرتين من الصوديوم ودائرتين مائيتين.

إذا لم يكن من الممكن استخدام كمية كبيرة من الماء لتكثيف البخار، فبدلاً من استخدام الخزان، يمكن تبريد المياه في أبراج تبريد خاصة، والتي عادة ما تكون، بسبب حجمها، الجزء الأكثر وضوحًا في محطة الطاقة النووية.

المميزات والعيوب

مزايا محطات الطاقة النووية:

لا توجد انبعاثات ضارة.

انبعاثات المواد المشعة أقل بعدة مرات من كهرباء الفحم. محطات ذات طاقة مماثلة (يحتوي الرماد الناتج عن محطات توليد الطاقة الحرارية بالفحم على نسبة من اليورانيوم والثوريوم كافية لاستخراجها بشكل مربح)؛

صغر حجم الوقود المستخدم وإمكانية إعادة استخدامه بعد معالجته؛

الطاقة العالية: 1000-1600 ميجاوات لكل وحدة طاقة؛

انخفاض تكلفة الطاقة، وخاصة الطاقة الحرارية.

عيوب محطات الطاقة النووية:

فالوقود المشعع خطير ويتطلب إجراءات معقدة ومكلفة لإعادة المعالجة والتخزين؛

إن تشغيل الطاقة المتغيرة غير مرغوب فيه بالنسبة لمفاعلات النيوترونات الحرارية؛

عواقب الحادث المحتمل خطيرة للغاية، على الرغم من أن احتمالها منخفض للغاية؛

استثمارات رأسمالية كبيرة، خاصة، لكل 1 ميغاواط من القدرة المركبة للوحدات التي تقل قدرتها عن 700-800 ميغاواط، والعامة، اللازمة لبناء المحطة وبنيتها التحتية، وكذلك في حالة التصفية المحتملة.

سلامة محطات الطاقة النووية

يتم الإشراف على سلامة محطات الطاقة النووية الروسية بواسطة Rostechnadzor.

يتم تنظيم السلامة النووية من خلال الوثائق التالية:

أحكام عامة لضمان سلامة محطات الطاقة النووية. OPB-88/97 (PNAE G-01-011-97)

قواعد السلامة النووية لمنشآت مفاعلات محطات الطاقة النووية. PBYa RU AS-89 (PNAE G - 1 - 024 - 90)

يتم تنظيم السلامة من الإشعاع من خلال الوثائق التالية:

القواعد الصحية لمحطات الطاقة النووية. SP AS-99

القواعد الأساسية لضمان السلامة من الإشعاع. أوسبورب-02

الآفاق

وعلى الرغم من هذه العيوب، تبدو الطاقة النووية هي الأكثر واعدة. وتتميز الطرق البديلة للحصول على الطاقة من طاقة المد والجزر والرياح والشمس ومصادر الطاقة الحرارية الأرضية وغيرها حاليا بانخفاض مستوى الطاقة المنتجة وانخفاض تركيزها. بالإضافة إلى ذلك، تحمل هذه الأنواع من إنتاج الطاقة مخاطرها الخاصة على البيئة والسياحة (إنتاج الخلايا الكهروضوئية “القذر”، وخطر مزارع الرياح على الطيور، والتغيرات في ديناميكيات الأمواج.

الأكاديمي أناتولي ألكسندروف: “الطاقة النووية على نطاق واسع ستكون أعظم فائدة للبشرية وستحل عددا من المشاكل الملحة”.

ويجري حاليًا تطوير مشاريع دولية للجيل الجديد من المفاعلات النووية، على سبيل المثال GT-MGR، والتي ستعمل على تحسين السلامة وزيادة كفاءة محطات الطاقة النووية.

بدأت روسيا في بناء أول محطة طاقة نووية عائمة في العالم، والتي ستحل مشكلة نقص الطاقة في المناطق الساحلية النائية في البلاد. [المصدر؟]

تقوم الولايات المتحدة الأمريكية واليابان بتطوير محطات طاقة نووية صغيرة بسعة حوالي 10-20 ميجاوات بغرض توفير الحرارة والكهرباء للصناعات الفردية والمجمعات السكنية، وفي المستقبل - المنازل الفردية. ومع انخفاض قدرة المصنع، يزداد حجم الإنتاج المتوقع. يتم إنشاء المفاعلات الصغيرة الحجم (انظر، على سبيل المثال، Hyperion NPP) باستخدام تقنيات آمنة تقلل بشكل كبير من احتمالية التسرب النووي.

إنتاج الهيدروجين

تبنت الحكومة الأمريكية مبادرة الهيدروجين الذري. ويجري العمل (بالتعاون مع كوريا الجنوبية) لإنشاء جيل جديد من المفاعلات النووية القادرة على إنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين. ويتوقع INEEL (مختبر أيداهو الوطني للهندسة البيئية) أن وحدة واحدة من الجيل القادم من محطات الطاقة النووية ستنتج هيدروجينًا يعادل 750 ألف لتر من البنزين يوميًا.

ويجري تمويل البحوث حول جدوى إنتاج الهيدروجين في محطات الطاقة النووية القائمة.

طاقة الانصهار

والاحتمال الأكثر إثارة للاهتمام، على الرغم من أنه بعيد نسبيا، هو استخدام طاقة الاندماج النووي. وفقًا للحسابات ، ستستهلك المفاعلات النووية الحرارية وقودًا أقل لكل وحدة طاقة ، وهذا الوقود نفسه (الديوتيريوم والليثيوم والهيليوم -3) ومنتجات تركيبها غير مشعة وبالتالي آمنة بيئيًا.

حاليًا، بمشاركة روسيا، يجري بناء المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي ITER في جنوب فرنسا.

بناء محطات الطاقة النووية

اختيار الموقع

أحد المتطلبات الرئيسية عند تقييم إمكانية بناء محطة للطاقة النووية هو ضمان سلامة تشغيلها للسكان المحيطين، والتي تنظمها معايير السلامة الإشعاعية. أحد تدابير حماية البيئة - الأراضي والسكان من الآثار الضارة أثناء تشغيل محطة للطاقة النووية هو تنظيم منطقة حماية صحية حولها عند اختيار موقع لبناء محطة للطاقة النووية وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار إنشاء منطقة حماية صحية محددة بدائرة يكون مركزها أنبوب التهوية لمحطة الطاقة النووية. يحظر على السكان العيش في منطقة الحماية الصحية. وينبغي إيلاء اهتمام خاص لدراسة ظروف الرياح في منطقة بناء محطة الطاقة النووية من أجل تحديد موقع محطة الطاقة النووية في اتجاه الريح في المناطق المأهولة بالسكان. واستنادا إلى احتمال حدوث تسرب طارئ للسوائل النشطة، تعطى الأفضلية للمواقع ذات المياه الجوفية العميقة.

عند اختيار موقع لبناء محطة للطاقة النووية، فإن إمدادات المياه التقنية لها أهمية كبيرة. تعتبر محطة الطاقة النووية مستخدمًا رئيسيًا للمياه. إن استهلاك المياه في محطات الطاقة النووية لا يكاد يذكر، ولكن استخدام المياه مرتفع، أي أن المياه تعود بشكل أساسي إلى مصدر إمدادات المياه. تخضع محطات الطاقة النووية، وكذلك جميع الهياكل الصناعية قيد الإنشاء، لمتطلبات حماية البيئة. عند اختيار موقع لبناء محطة للطاقة النووية، يجب الاسترشاد بالمتطلبات التالية:

- أن تكون الأراضي المخصصة لبناء محطات الطاقة النووية غير صالحة أو قليلة الاستخدام للإنتاج الزراعي؛

يقع موقع البناء بالقرب من الخزانات والأنهار، في المناطق الساحلية التي لا تغمرها مياه الفيضانات؛

تسمح تربة الموقع بتشييد المباني والهياكل دون اتخاذ تدابير إضافية باهظة الثمن؛

أن يكون مستوى المياه الجوفية أقل من عمق أقبية المباني والمرافق تحت الأرض ولا توجد تكاليف إضافية مطلوبة لتقليل المياه أثناء إنشاء محطة للطاقة النووية؛

يحتوي الموقع على سطح مستوٍ نسبيًا مع منحدر يوفر تصريفًا سطحيًا، بينما يتم تقليل أعمال الحفر إلى الحد الأدنى.

كقاعدة عامة، لا يُسمح بتحديد موقع مواقع بناء الطاقة النووية:

في مناطق الكارست النشطة.

في مناطق الانهيارات الأرضية والتدفقات الطينية الشديدة (الهائلة)؛

في مناطق الانهيارات الثلجية المحتملة؛

في المناطق المستنقعية والمغمورة بالمياه مع تدفق مستمر لضغط المياه الجوفية،

وفي مناطق الأعطال الكبيرة نتيجة للتعدين؛

في المناطق المعرضة لظواهر كارثية مثل التسونامي وغيرها.

في المناطق التي توجد بها رواسب معدنية؛

لتحديد مدى جدوى إنشاء محطات الطاقة النووية في المناطق المستهدفة ومقارنة الخيارات بناءً على الظروف الجيولوجية والطبوغرافية والأرصاد الجوية الهيدرولوجية، في مرحلة اختيار الموقع، يتم إجراء مسوحات محددة لكل خيار موقع محطة توليد الطاقة قيد النظر.

يتم إجراء المسوحات الهندسية الجيولوجية على مرحلتين. في المرحلة الأولى، يتم جمع المواد من المسوحات التي تم إجراؤها مسبقًا في المنطقة قيد النظر ويتم تحديد درجة المعرفة بموقع البناء المقترح. في المرحلة الثانية، إذا لزم الأمر، يتم إجراء مسوحات هندسية جيولوجية خاصة من خلال حفر الآبار وأخذ عينات من التربة، بالإضافة إلى المسح الجيولوجي الاستطلاعي للموقع. بناءً على نتائج المعالجة المكتبية للبيانات المجمعة والمسوحات الإضافية، يجب الحصول على الخصائص الهندسية الجيولوجية لمنطقة البناء، والتي تحدد:

الإغاثة والجيومورفولوجيا للإقليم ؛

الطبقات والسمك والتركيب الحجري لرواسب الأساس والرباعي الموزعة في المنطقة على عمق 50-100 م؛

كمية وطبيعة وموقع وظروف توزيع طبقات المياه الجوفية الفردية ضمن العمق الإجمالي؛

طبيعة وشدة العمليات والظواهر الفيزيائية والجيولوجية.

عند إجراء المسوحات الجيولوجية الهندسية في مرحلة اختيار الموقع، يتم جمع المعلومات حول مدى توفر مواد البناء المحلية - المحاجر المطورة ورواسب الحجر والرمل والحصى ومواد البناء الأخرى. خلال نفس الفترة، تم تحديد إمكانيات استخدام المياه الجوفية في المعالجة وإمدادات مياه الشرب المنزلية. عند تصميم محطات الطاقة النووية، وكذلك المجمعات الصناعية الكبيرة الأخرى، يتم تنفيذ خطط البناء الظرفية ومخططات المخطط الرئيسي والخطط الرئيسية للموقع الصناعي لمحطة الطاقة النووية.

حلول تخطيط المساحة للمباني

الهدف من تصميم محطات الطاقة النووية هو إنشاء التصميم الأكثر عقلانية. المتطلبات الأساسية التي يجب أن تلبيها مباني الطاقة النووية:

سهولة تنفيذ العملية التكنولوجية الرئيسية المخصصة لها (الجدوى الوظيفية للمبنى) ؛

الموثوقية عند تعرضها للبيئة والقوة والمتانة (الجدوى الفنية للمبنى)؛

الكفاءة، ولكن ليس على حساب المتانة (الجدوى الاقتصادية).

الجماليات (الجدوى المعمارية والفنية)؛

تم إنشاء تخطيط محطة الطاقة النووية من قبل فريق من المصممين من مختلف التخصصات.

هياكل البناء من المباني والهياكل

تشتمل محطة الطاقة النووية على مباني وهياكل لأغراض مختلفة، وبالتالي ذات تصميمات مختلفة. إنه مبنى متعدد الطوابق ومتعدد الامتدادات للمبنى الرئيسي مع هياكل خرسانية مسلحة ضخمة تحيط بالدائرة المشعة. المباني القائمة بذاتها للأنظمة المساعدة، على سبيل المثال، معالجة المياه الكيميائية، ومولدات الديزل، ومحطة النيتروجين، والتي عادة ما تكون مصنوعة في الهياكل القياسية الخرسانية المسلحة الجاهزة؛ القنوات والأنفاق تحت الأرض، العابرة وغير العابرة لوضع تدفقات الكابلات وخطوط أنابيب الاتصالات بين الأنظمة؛ جسور فوق سطح الأرض تربط بين المبنى الرئيسي والمباني والمنشآت المساعدة، وكذلك المباني الإدارية والصحية. المبنى الأكثر تعقيدًا وأهمية في محطة الطاقة النووية هو المبنى الرئيسي، وهو عبارة عن نظام من الهياكل يتكون في الحالة العامة من هياكل بناء الإطار ومصفوفات حجرة المفاعل.

ميزات المعدات الهندسية

من سمات محطات الطاقة النووية، مثل أي مبنى للمنشآت النووية، وجود الإشعاعات المؤينة أثناء التشغيل. يجب أن يؤخذ عامل التمييز الرئيسي هذا في الاعتبار أثناء التصميم. المصدر الرئيسي للإشعاع في محطات الطاقة النووية هو المفاعل النووي، حيث يحدث تفاعل انشطاري لنواة الوقود. ويصاحب هذا التفاعل جميع أنواع الإشعاع المعروفة.

دورة الوقود النووي. الطاقة النووية صناعة معقدة تتضمن العديد من العمليات الصناعية التي تشكل معًا دورة الوقود. هناك أنواع مختلفة من دورات الوقود، اعتمادًا على نوع المفاعل وكيفية حدوث المرحلة النهائية من الدورة.

عادةً ما تتكون دورة الوقود من العمليات التالية. يتم استخراج خام اليورانيوم في المناجم. يتم سحق الخام لفصل ثاني أكسيد اليورانيوم، ويتم إرسال النفايات المشعة إلى مكب النفايات. ويتم تحويل أكسيد اليورانيوم الناتج (الكعكة الصفراء) إلى سداسي فلوريد اليورانيوم، وهو مركب غازي. ولزيادة تركيز اليورانيوم-235، يتم تخصيب سداسي فلوريد اليورانيوم في محطات فصل النظائر. ويتم بعد ذلك تحويل اليورانيوم المخصب مرة أخرى إلى ثاني أكسيد اليورانيوم الصلب، الذي تُصنع منه كريات الوقود. يتم جمع عناصر الوقود (عناصر الوقود) من الكريات، والتي يتم دمجها في مجموعات لإدخالها في قلب المفاعل النووي لمحطة الطاقة النووية. يحتوي الوقود المستهلك الذي يتم إزالته من المفاعل على مستوى عالٍ من الإشعاع، وبعد تبريده على أراضي محطة الطاقة، يتم إرساله إلى منشأة تخزين خاصة. كما يتم اتخاذ الترتيبات اللازمة لإزالة النفايات الإشعاعية ذات المستوى المنخفض المتراكمة أثناء تشغيل وصيانة المحطة. وفي نهاية عمر الخدمة، يجب إخراج المفاعل نفسه من الخدمة (مع إزالة التلوث والتخلص من مكونات المفاعل). يتم تنظيم كل مرحلة من مراحل دورة الوقود لضمان سلامة الأشخاص وحماية البيئة.

محطات توليد الطاقة في بلغاريا الذري محطات توليد الطاقةيصل الضغط داخل السكن إلى 160 ... سيكون منافسًا جادًا لمحطات الطاقة الكهرومائية والطاقة و الذري محطات توليد الطاقةلأنها أكثر أمانا للبيئة..