NPP: prinsip operasi dan perangkat. Sejarah penciptaan pembangkit listrik tenaga nuklir

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-12 08:59

Di pertengahan abad kedua puluh, pemikir terbaik umat manusia bekerja keras untuk dua tugas sekaligus: membuat bom atom, dan juga bagaimana menggunakan energi atom untuk tujuan damai. Ini adalah bagaimana pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di dunia muncul. Apa prinsip operasi pembangkit listrik tenaga nuklir? Dan di mana pembangkit listrik terbesar di dunia ini berada?

Sejarah dan fitur tenaga nuklir

"Energi adalah kepala dari segalanya" - ini adalah bagaimana Anda dapat memparafrasekan pepatah terkenal, mengingat realitas objektif abad ke-21. Dengan setiap putaran baru kemajuan teknologi, umat manusia membutuhkan peningkatan jumlah itu. Saat ini, energi "atom damai" digunakan secara aktif dalam ekonomi dan produksi, dan tidak hanya di sektor energi.

Listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir (yang beroperasi dengan prinsip yang sangat sederhana) banyak digunakan dalam industri, eksplorasi ruang angkasa, kedokteran dan pertanian.

Energi nuklir adalah cabang industri berat yang mengekstrak panas dan listrik dari energi kinetik atom.

Kapan mereka munculpembangkit listrik tenaga nuklir pertama? Ilmuwan Soviet mempelajari prinsip pengoperasian pembangkit listrik semacam itu di tahun 40-an. Omong-omong, secara paralel mereka juga menemukan bom atom pertama. Jadi, atom itu "damai" dan mematikan.

Pada tahun 1948, I. V. Kurchatov menyarankan agar pemerintah Soviet mulai melakukan pekerjaan langsung pada ekstraksi energi atom. Dua tahun kemudian, di Uni Soviet (di kota Obninsk, wilayah Kaluga), pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di planet ini dimulai.

Prinsip pengoperasian semua pembangkit listrik tenaga nuklir serupa, dan sama sekali tidak sulit untuk memahaminya. Ini akan dibahas lebih lanjut.

NPP: prinsip operasi (foto dan deskripsi)

Pekerjaan pembangkit listrik tenaga nuklir didasarkan pada reaksi kuat yang terjadi selama fisi inti atom. Atom uranium-235 atau plutonium paling sering terlibat dalam proses ini. Inti atom membagi neutron yang masuk dari luar. Dalam hal ini, neutron baru diproduksi, serta fragmen fisi, yang memiliki energi kinetik yang sangat besar. Hanya energi ini yang merupakan produk utama dan kunci dari setiap pembangkit listrik tenaga nuklir

Beginilah gambaran prinsip pengoperasian reaktor pembangkit listrik tenaga nuklir. Di foto selanjutnya bisa dilihat dari dalam.

Ada tiga jenis utama reaktor nuklir:

• reaktor saluran daya tinggi (disingkat RBMK);
• reaktor air bertekanan (VVER);
• reaktor neutron cepat (FN).

Secara terpisah, ada baiknya menjelaskan prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir secara keseluruhan. Cara kerjanya akan dibahas.di artikel selanjutnya.

prinsip operasi PLTN (diagram)

Pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi dalam kondisi tertentu dan dalam mode yang ditentukan secara ketat. Selain reaktor nuklir (satu atau lebih), struktur pembangkit listrik tenaga nuklir mencakup sistem lain, fasilitas khusus, dan personel berkualifikasi tinggi. Apa prinsip operasi pembangkit listrik tenaga nuklir? Secara singkat dapat dijelaskan sebagai berikut.

Elemen utama dari setiap pembangkit listrik tenaga nuklir adalah reaktor nuklir, di mana semua proses utama berlangsung. Kami menulis tentang apa yang terjadi di reaktor di bagian sebelumnya. Bahan bakar nuklir (biasanya paling sering uranium) dalam bentuk pelet hitam kecil dimasukkan ke dalam kuali besar ini.

Energi yang dilepaskan selama reaksi yang berlangsung dalam reaktor nuklir diubah menjadi panas dan dipindahkan ke pendingin (biasanya air). Perlu dicatat bahwa selama proses ini pendingin juga menerima dosis radiasi tertentu.

Selanjutnya, panas dari pendingin dipindahkan ke air biasa (melalui perangkat khusus - penukar panas), yang mendidih sebagai hasilnya. Uap air yang dihasilkan menggerakkan turbin. Sebuah generator terhubung ke yang terakhir, yang menghasilkan energi listrik.

Jadi, menurut prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir, ini adalah pembangkit listrik termal yang sama. Satu-satunya perbedaan adalah bagaimana uap dihasilkan.

Geografi tenaga nuklir

Lima negara teratas dalam produksi energi nuklir adalah sebagai berikut:

1. AS.
2. Prancis.
3. Jepang.
4. Rusia.
5. Korea Selatan.

Pada saat yang sama, Amerika Serikat, menghasilkan sekitar 864 miliar kWh per tahun, menghasilkan hingga 20% listrik dunia.

Secara total, 31 negara bagian di dunia mengoperasikan pembangkit listrik tenaga nuklir. Dari semua benua di planet ini, hanya dua (Antartika dan Australia) yang benar-benar bebas dari energi nuklir.

Saat ini, ada 388 reaktor nuklir yang beroperasi di dunia. Benar, 45 di antaranya belum menghasilkan listrik selama satu setengah tahun. Sebagian besar reaktor nuklir terletak di Jepang dan Amerika Serikat. Geografi lengkap mereka disajikan pada peta berikut. Negara-negara dengan reaktor nuklir yang beroperasi ditandai dengan warna hijau, jumlah total mereka di negara bagian tertentu juga ditunjukkan.

Pengembangan tenaga nuklir di berbagai negara

Secara umum, pada tahun 2014, telah terjadi penurunan umum dalam pengembangan tenaga nuklir. Pemimpin dalam pembangunan reaktor nuklir baru adalah tiga negara: Rusia, India dan Cina. Selain itu, sejumlah negara bagian yang belum memiliki PLTN berencana membangunnya dalam waktu dekat. Ini termasuk Kazakhstan, Mongolia, Indonesia, Arab Saudi dan sejumlah negara Afrika Utara.

Di sisi lain, sejumlah negara telah memulai pengurangan bertahap dalam jumlah pembangkit listrik tenaga nuklir. Ini termasuk Jerman, Belgia dan Swiss. Dan di beberapa negara (Italia, Austria, Denmark, Uruguay) tenaga nuklir dilarang di tingkat legislatif.

Masalah utama tenaga nuklir

Ada satu masalah lingkungan yang signifikan terkait dengan pengembangan energi nuklir. Inilah yang disebut polusi termal lingkungan. Jadi, menurut banyak ahli, pembangkit listrik tenaga nuklir memancarkan lebih banyak panas daripada pembangkit listrik termal dengan kapasitas yang sama. Terutama berbahaya adalah polusi air panas, yang mengganggu kondisi alami kehidupan organisme biologis dan menyebabkan kematian banyak spesies ikan.

Masalah pembakaran lain yang terkait dengan tenaga nuklir menyangkut keselamatan nuklir secara umum. Untuk pertama kalinya, umat manusia secara serius memikirkan masalah ini setelah bencana Chernobyl pada tahun 1986. Prinsip pengoperasian PLTN Chernobyl tidak jauh berbeda dengan PLTN lainnya. Namun, ini tidak menyelamatkannya dari kecelakaan besar dan serius, yang membawa konsekuensi yang sangat serius bagi seluruh Eropa Timur.

Selain itu, bahaya energi nuklir tidak terbatas pada kemungkinan kecelakaan buatan manusia. Jadi, masalah besar muncul dengan pembuangan limbah nuklir.

Keuntungan tenaga nuklir

Namun demikian, para pendukung pengembangan energi nuklir juga menyebutkan dengan jelas keunggulan pembangkit listrik tenaga nuklir. Jadi, khususnya, Asosiasi Nuklir Dunia baru-baru ini menerbitkan laporannya dengan data yang sangat menarik. Menurut dia, jumlah korban manusia yang menyertai produksi satu gigawatt listrik di pembangkit listrik tenaga nuklir 43 kali lebih sedikit daripada di pembangkit listrik tenaga panas tradisional.

Ada manfaat lain yang sama pentingnya. Yaitu:

• pembangkit listrik murah;
• kebersihan lingkungan energi nuklir (dengan pengecualian pencemaran air panas);
• kurangnya referensi geografis yang ketat dari pembangkit listrik tenaga nuklir ke sumber bahan bakar yang besar.

Alih-alih kesimpulan

Pada tahun 1950, pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di dunia dibangun. Prinsip operasi pembangkit listrik tenaga nuklir adalah pembelahan atom dengan bantuan neutron. Proses ini melepaskan sejumlah besar energi.

Tampaknya energi nuklir adalah anugerah luar biasa bagi umat manusia. Namun, sejarah membuktikan sebaliknya. Secara khusus, dua tragedi besar - kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl Soviet pada 1986 dan kecelakaan di pembangkit listrik Jepang Fukushima-1 pada 2011 - menunjukkan bahaya yang ditimbulkan oleh atom "damai". Dan banyak negara di dunia saat ini mulai berpikir tentang penolakan sebagian atau bahkan total energi nuklir.