Як працює атомна електростанція?

Перша у світі атомна електростанція (АЕС) дала струм у червні 1954 року. Потужність її була скромною – 5 МВт. Проте вона зіграла роль експериментальної установки, де накопичувався досвід експлуатації майбутніх великих АЕС. Вперше було доведено можливість виробництва електричної енергії з урахуванням розщеплення ядер урану, а чи не з допомогою спалювання органічного палива і з допомогою гідравлічної енергії.

Джерело теплової енергії атомної електростанції – ядерний реактор, у якому підтримується керована ядерна реакція. Речовини, у яких мимоволі протікають ланцюгові ядерні реакції, отримали назву ядерного палива. Основне ядерне паливо - це уран, плутоній. Простір у реакторі, де знаходиться ядерне паливо, називають активною зоною. Тут йде розподіл атомних ядер урану та виділяється теплова енергія. Щоб захистити обслуговуючий персонал від шкідливого випромінювання, що супроводжує ланцюгову реакцію, стінки реактора роблять досить товстими. Швидкістю ланцюгової ядерної реакції управляють регулюючі стрижні з речовини, що сильно поглинає нейтрони (найчастіше це бор чи кадмій). Чим глибше опускають стрижні в активну зону, тим більше вони поглинають нейтрони, тим менше нейтронів бере участь у реакції і менше виділяється тепла. І навпаки. На випадок, якщо виникне перегрів активної зони, передбачено аварійну зупинку ядерного реактора. Аварійні стрижні швидко падають у активну зону, інтенсивно поглинають нейтрони, ланцюгова реакція сповільнюється чи припиняється. Тепло з ядерного реактора виводять за допомогою рідкого або газоподібного теплоносія, що прокачують насосами через активну зону. Теплоносієм може бути вода, металевий натрій чи газоподібні речовини. Він відбирає у ядерного палива тепло та передає його в теплообмінник. Ця замкнута система з теплоносієм називається першим контуром. У теплообміннику тепло першого контуру нагріває до кипіння воду другого контуру. Пар, що утворюється, направляють в турбіну або використовують для теплофікації промислових і житлових будівель.

Починаючи з 1964 року відбувалося інтенсивне будівництво атомних електростанцій великих та середніх потужностей. Після аварії на Чорнобильській АЕС 1986 року будівництво атомних електростанцій призупинено. Це змусило фахівців усього світу переглянути проблему безпеки АЕС та задуматися про необхідність міжнародного співробітництва з метою підвищення безпеки АЕС.

Найбільша атомна електростанція в Європі – Запорізька АЕС у м. Енергодарі (Запорізька область, Україна), будівництво якої розпочалось у 1980 році. З 1996 року працюють 6 енергоблоків сумарною потужністю 6 ГВт. Найбільша атомна електростанція у світі (за встановленою потужністю) - АЕС Касівадзакі-Каріва (на 2008 рік) знаходиться в Японському місті Касівадзакі префектури Ніігата. В експлуатації знаходяться п'ять киплячих ядерних реакторів (BWR) і два покращені киплячі ядерні реактори (ABWR), сумарна потужність яких становить 8,212 ГВт.