Reklama

Wiadomości

Prąd z atomu

Wybrano preferowaną lokalizację pod budowę pierwszej elektrowni jądrowej w Polsce. Co warto wiedzieć o takim sposobie wytwarzania prądu?

Bądź na bieżąco!

Zapisz się do newslettera

Program polskiej energetyki jądrowej zakłada, że w 2033 r. zostanie uruchomiony pierwszy blok elektrowni jądrowej o mocy 1-1,6 GW. W tym samym czasie moc wszystkich elektrowni wiatrowych ma przekroczyć 10 GW. Teraz 1239 farm wiatrowych produkuje 7,3 GW.

Efektywność energii jądrowej jest większa niż w przypadku innych metod produkcji prądu. Wynika to z faktu, że maleńkie jądro w centrum atomu zawiera najpotężniejszą moc, jaką kiedykolwiek odkryto. Jej źródłem są własności fizyczne materii opisane słynnym wzorem Alberta Einsteina E=mc2 na równoważność masy (m) i energii (E). To właśnie ubytek masy jądra daje nam energię jądrową, nazywaną też energią atomową.

Pomóż w rozwoju naszego portalu

Wspieram

Szczypta fizyki

Uran jest jednym z najbardziej złożonych atomów pierwiastków. Paliwem używanym najczęściej w elektrowniach jądrowych są związki chemiczne jego rzadkiej odmiany zwanej uranem-235. Występowanie tej odmiany wynosi zaledwie 0,72% wśród innych odmian tego pierwiastka.

Kiedy jądro atomu uranu-235 zostanie uderzone przez neutron, rozpada się i wystrzeliwuje więcej neutronów. Te nowe neutrony uderzają w inne jądra uranu, co powoduje ich rozszczepienie i wydzielanie jeszcze większej liczby neutronów. Proces ten nazywamy reakcją łańcuchową rozszczepienia. Jej zapoczątkowanie wymaga spełnienia koniecznego warunku zgromadzenia określonej ilości uranu-235 w ustalonym obszarze. Masę, przy której rozpoczyna się reakcja rozszczepienia, nazywamy masą krytyczną. Dodatkowym produktem każdego z tych rozpadów jest porcja energii. W ten sposób coraz więcej jąder się rozpada, a wiele atomów jednocześnie oddaje energię i tym samym podnosi temperaturę w swoim otoczeniu.

Jeśli proces nie jest kontrolowany, szybko następuje generowanie tak potężnych ilości energii, że nie można ich już odprowadzić i zużytkować. Reakcja jednak może być kontrolowana, tak aby być użyteczną i zapewnić nam elektryczność.

Reaktor

Reaktor jądrowy to urządzenie, w którym prowadzi się w sposób kontrolowany reakcję rozszczepienia. Do jej utrzymania w ryzach najczęściej służą pręty sterujące. To one ograniczają zakres reakcji, gdyż są wykonane z materiału pochłaniającego neutrony. Przez opuszczanie ich w głąb reaktora i podnoszenie powodujemy zmianę przebiegu reakcji.

Reklama

Gdy reakcja trwa, paliwo reaktorowe się nagrzewa i potrzebne jest utrzymanie go w zakresie akceptowalnych temperatur. Służy do tego chłodziwo, które jednocześnie umożliwia odprowadzenie energii z reaktora. Może nim być woda, która pod wysokim ciśnieniem przepływa przez reaktor. Gdy gorące chłodziwo opuszcza reaktor, trafia do wymiennika energii cieplnej i wytwarza w nim parę; niekiedy jest on nazywany wytwornicą pary. To ta para, poprzez odpowiedni system rur, jest kierowana na turbiny, które napędzają generatory energii elektrycznej dla domów i fabryk.

Co się jednak stanie, gdy z jakichś względów odbieranie wytworzonej energii cieplnej przez chłodziwo zostanie przerwane? Raz zapoczątkowana reakcja jądrowa nie zatrzymuje się samoistnie. Sytuacja tego rodzaju oznacza początek jednego z najgroźniejszych typów awarii elektrowni jądrowej.

Kultura bezpieczeństwa

Brak możliwości odprowadzenia energii cieplnej z reaktora stanowi standardowy przykład wyzwania, które technika jądrowa musi umieć rozwiązać, aby efektywnie się zabezpieczyć przed jego potencjalnie bardzo groźnymi skutkami.

Sam reaktor, serce każdej elektrowni jądrowej, jest siedliskiem silnej radioaktywności. Musi on być tak skonstruowany, aby radioaktywność – nawet w jak najmniejszym stopniu – nie była zdolna przenikać na zewnątrz. Jednak do reaktora trzeba co jakiś czas dostarczyć świeże paliwo i usunąć zużyte.

Bezpieczny kontakt człowieka z substancjami radioaktywnymi na terenie elektrowni jądrowej nie jest zadaniem zbyt trudnym dla wyszkolonych specjalistów. Wymaga ono jednak przede wszystkim głębokiego zakorzenienia u pracowników elektrowni tzw. kultury bezpieczeństwa i związanych z nią nawyków pracy. Dlatego rekrutacja pracowników obejmuje odpowiednie testy psychologiczne, które wyłaniają osoby z predyspozycjami do pracy w warunkach szczególnej odpowiedzialności.

Reklama

Celem, do którego zmierzają naukowcy i konstruktorzy, jest zbudowanie reaktora, który będzie samoistnie bezpieczny ze względu na swoją budowę i sposób działania. Katastrofa będzie w nim niemożliwa, gdyż reakcja jądrowa zostanie wygaszona bez interwencji z zewnątrz. Jednym z najciekawszych pomysłów jest reaktor, w którym stosuje się paliwo jądrowe formowane w kule o wielkości piłek tenisowych. Podczas pracy systemu ze względu na podmuch gazowego chłodziwa są one w ciągłym ruchu, jak w maszynie losującej gry liczbowej. Kiedy chłodzenie ustaje, kulki spadają i reaktor traci warunek krytyczności reakcji. Jednak i ta konstrukcja (reaktor PBR) ma swoje wady.

Od mniej więcej 2001 r. reaktory są budowane tak, aby były odporne na atak terrorystyczny z użyciem samolotu.

Elektrownie

Pierwszym krokiem do wejścia w temat energetyki jądrowej jest uświadomienie lub przypomnienie sobie, czym elektrownia jądrowa różni się od elektrowni konwencjonalnej – węglowej czy gazowej. Warto zdać sobie sprawę z tego, że każda elektrownia, zarówno konwencjonalna, jak i jądrowa, budowana jest w tym samym głównym celu. Jest nim zapewnienie w miarę ciągłego – bez dłuższych przestojów – dostarczania do sieci elektroenergetycznej dużej ilości energii elektrycznej.

Moc elektrowni jądrowych wynosi od kilkuset do kilku tysięcy MW. System przepływowy energii cieplnej z samego reaktora, gdzie jest ona wytwarzana, do miejsca jej przemiany w energię elektryczną nie różni się zasadniczo od podobnego systemu w elektrowniach konwencjonalnych. Zasadnicza różnica w konstrukcji obu typów elektrowni tkwi jedynie w sposobie uzyskiwania energii cieplnej. W elektrowni węglowej lub gazowej jest ona uzyskiwana przez spalanie tych paliw. W elektrowni jądrowej źródłem energii jest rozpad jąder pierwiastków promieniotwórczych.

Reklama

Dlaczego elektrownia jądrowa jest tak ważnym elementem współczesnej energetyki? Odpowiedź jest bardzo prosta. Jedna tona dobrego węgla dostarcza tyle energii, ile co trzecia część grama uranu-235 (ok. 300 mg). Elektrownia jądrowa nie emituje też zanieczyszczeń do atmosfery.

Świat i „Lubiatowo-Kopalino”

Na świecie istnieje ponad 600 działających reaktorów jądrowych. Typów i rodzajów tych urządzeń jest bardzo wiele. Różnią się one rodzajem i składem paliwa, chłodziwem, materiałem służącym do sterowania reakcją, materiałem spowalniającym neutrony oraz setkami rozwiązań konstrukcyjnych. Można powiedzieć, że każdy reaktor jest nieco inny.

Najpopularniejszy z nich, szkicowo opisany na ilustracji, to reaktor ciśnieniowy chłodzony wodą (PWR). I właśnie taki typ reaktora będzie w pierwszej polskiej elektrowni jądrowej. W grudniu ub.r. ogłoszono, że preferowanym miejscem pod jej budowę jest nadmorska gmina Choczewo. Lokalizację nazwano „Lubiatowo-Kopalino”.

Autor jest byłym pracownikiem naukowym Instytutu Badań Jądrowych w Świerku. Przy pisaniu artykułu konsultował się z Andrzejem Banasiem, wieloletnim pracownikiem sektora energetyki jądrowej w Kanadzie.

2022-03-08 13:41

Ocena: +3 0

Reklama

Wybrane dla Ciebie

Rozporządzenie MKiŚ: 12 proc. obniżki cen prądu dla gospodarstw domowych w 2023 r.

[ TEMATY ]

Prąd

Karol Porwich/Niedziela

Sprzedawcy energii elektrycznej mają obniżyć o 12 proc. cenę energii elektrycznej dla gospodarstw domowych wstecznie od początku 2023 r. - przewiduje opublikowane w poniedziałek rozporządzenie ministra klimatu.

W nowelizacji rozporządzenia ws. szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną zapisano, że sprzedawcy energii elektrycznej w rozliczeniach za 2023 r. z odbiorcami w gospodarstwach domowych mają obniżyć kwotę należności o 12 proc. iloczynu średniej ceny energii dla taryfy G11 oraz wolumenu 2523 kWh. Opublikowana przez Prezesa URE średnia cena energii w taryfie G11 na 2022 r. wynosi 0,4140 gr za kWh. Maksymalna obniżka należności może więc wynieść 125 zł.

CZYTAJ DALEJ

Ponad 50 tysięcy widzów w polskich kinach na pokazach 4. sezonu "The Chosen"

2024-03-28 11:39

[ TEMATY ]

„The Chosen”

Materiały promocyjne/thechosen.pl

Serial o Jezusie z kolejnym sukcesem. W polskich kinach 4. sezon zebrał ponad 50 000 widzów, a licznik wciąż rośnie. Kolejne odcinki serialu, co stało się całkowitym fenomenem w branży filmowej, wciąż wyświetlane są w kinach.

Poza repertuarowym wyświetlaniem w kinach, również społeczność ambasadorów serialu organizuje w całej Polsce pokazy grupowe, które nierzadko mają sale zajęte do ostatnich miejsc. W wielu miejscowościach można wybrać się na taki pokaz czy to do kina sieciowego, lokalnego czy domu kultury. Kina widząc ogromne zainteresowanie same wstawiają do repertuaru kolejne odcinki lub powtarzają wyświetlanie od 1 odcinka. Już pojawiają się pierwsze całodzienne maratony z 4. sezonem.

CZYTAJ DALEJ

Abp Galbas do kapłanów: biskup nie jest dozorcą księdza, ani jego strażnikiem

2024-03-28 13:23

[ TEMATY ]

Abp Adrian Galbas

Episkopat News/Facebook

Biskup nie jest dozorcą księdza, ani jego strażnikiem. Jeśli ksiądz prowadzi podwójne życie, jakąkolwiek postać miałoby ono mieć, powinien to jak najszybciej przerwać - powiedział abp Adrian Galbas do kapłanów. Metropolita katowicki przewodniczył Mszy św. Krzyżma w katedrze Chrystusa Króla w Katowicach. Podczas liturgii błogosławił oleje chorych i katechumenów oraz poświęca krzyżmo.

W homilii metropolita katowicki zatrzymał się nad znaczeniem namaszczenia, szczególnie namaszczenia krzyżmem, „najszlachetniejszym ze wszystkich dziś poświęcanych olejów, mieszaniną oliwy z oliwek i wonnych balsamów.” Jak zauważył, olej od zawsze, aż do naszych czasów wykorzystywany jest jako produkt spożywczy, kosmetyczny i liturgiczny. W starożytności był także zabezpieczeniem walczących. Namaszczali się nim sportowcy, stający do zapaśniczej walki. Śliski olej wtarty w ciało stanowił ochronę przed uchwytem przeciwnika.

CZYTAJ DALEJ

Reklama

Najczęściej czytane

W związku z tym, iż od dnia 25 maja 2018 roku obowiązuje Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia Dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) uprzejmie Państwa informujemy, iż nasza organizacja, mając szczególnie na względzie bezpieczeństwo danych osobowych, które przetwarza, wdrożyła System Zarządzania Bezpieczeństwem Informacji w rozumieniu odpowiednich polityk ochrony danych (zgodnie z art. 24 ust. 2 przedmiotowego rozporządzenia ogólnego). W celu dochowania należytej staranności w kontekście ochrony danych osobowych, Zarząd Instytutu NIEDZIELA wyznaczył w organizacji Inspektora Ochrony Danych.
Więcej o polityce prywatności czytaj TUTAJ.

Akceptuję