Elektrownia atomowa jądrowa - jak działa?

Jak działa elektrownia atomowa? Czy jest w pełni bezpieczna?

Maszyny i konstrukcje

Elektrownia atomowa a właściwie to jądrowa, należy do obiektów przemysłowych, generujących energię elektryczną. Pozyskiwana jest ona na skutek rozszczepiania jąder atomów. Wokół elektrowni atomowych narosło wiele mitów, które skutecznie zraziły mieszkańców Polski do zaaprobowania decyzji o budowie takiego obiektu w naszym kraju. Czy słusznie jest się czego obawiać? Na jakiej zasadzie działa elektrownia atomowa i czy jest niebezpieczna? Obalmy wszelkie mity związane z elektrowniami jądrowymi i sprawdźmy, czy pozyskiwana za ich pomocą energia jest w pełni bezpieczna dla ludzi i środowiska.

Jak działa elektrownia atomowa?

Pozyskiwanie energii elektrycznej w elektrowni jądrowej, możliwe jest za pomocą rozszczepiania jąder atomów. Właśnie te reakcja łańcuchowa generuje ogromne ilości ciepła, które podgrzewają wodę do momentu wrzenia. Para wodna z kolei porusza turbiny, które generują prąd elektryczny. Pozostałą energię para oddaje wodzie chłodzącej, która kolejno ochładza się w chłodni kominowej i odparowuje do atmosfery. Tak w ogromnym skrócie można przedstawić zasadę działania elektrowni atomowej. Z powyższego opisu można wywnioskować, że zasada działania elektrowni jądrowej w zasadzie niewiele różni się od tradycyjnych elektrowni węglowych. W nich również para wodna odpowiedzialna jest za poruszanie turbinami, które generują energię elektryczną. Nie będziemy jednak skupiać się na ogółach, a omówimy po kolei każdy z procesów pozyskiwania energii: od chwili dostarczenia paliwa jądrowego, aż po jego utylizację.

Paliwo jądrowe w elektrowniach atomowych

Paliwem w elektrowniach jądrowych jest uran w formie uranu naturalnego lub wzbogaconego. Rodzaj zastosowanego paliwa zależy od typu reaktora jądrowego w elektrowni:

  • Uran naturalny – jego dwutlenek wykorzystywany w reaktorach, w których chłodziwem jest ciężka woda czyli CANDU (Canada Deuterium Uranium) oraz PHWR (Pressurized Heavy Water Reactor). Uran w formie metalicznej stosowany jest z kolei w reaktorach jądrowych typu Magnox.
  • Uran wzbogacony – czyli posiadający większą ilość izotopu 235U, wykorzystywany jest w pozostałych typach reaktorów jądrowych.

Paliwo jądrowe dostarczane jest do elektrowni w formie pastylek, które następnie umieszcza się w specjalnych prętach paliwowych.

Reakcja łańcuchowa w reaktorze jądrowym

Opiszmy teraz dokładnie, jak przebiega reakcja łańcuchowa, która prowadzi do wzrostu temperatury w reaktorze.

Reakcja jądrowa w rdzeniu reaktora rozpoczyna się wraz z przechwyceniem wyemitowanego neutronu przez jądro. W ten sposób niewielka energia neutronu może spowodować rozszczepienie jądra atomowego i w efekcie wydzielenie większej liczby neutronów. Dzięki temu reakcja napędza się samoistnie do czasu wyczerpania się paliwa lub zahamowania jej przebiegu przy pomocy absorbujących energię neutronów prętów kontrolnych. Warto dodać, że przy źle dobranym rozmiarze i kształcie prętów paliwowych nie będą one efektywnie przechwytywać neutronów. Spowoduje to tzw. “ucieczkę neutronów” i zatrzymanie reakcji.

Zalety i wady działania elektrowni atomowej

Wśród wszystkich typów elektrowni, to właśnie jądrowe budzą największe wątpliwości, a jednocześnie są niezwykle doceniane przez ekspertów, którzy chwalą je m.in. za:

  • dużą niezawodność
  • niskie koszty eksploatacji
  • brak szkodliwych emisji atmosferycznych
  • niewielką ilość odpadów
  • stałe działanie w porównaniu do chociażby elektrowni wiatrowych
  • zapewnianie wielu miejsc pracy
  • niewielką powierzchnię

Największe z wad elektrowni atomowych to:

  • Bardzo wysokie koszty inwestycyjne
  • Długi czas budowy
  • Konieczność wieloletniego składowania odpadów radioaktywnych
  • Możliwość skażenia środowiska naturalnego wskutek awarii

Czy elektrownia atomowa jest bezpieczna?

Od czasów katastrofy w Czarnobylu kwestia bezpieczeństwa elektrowni atomowych stała się w dyskusji publicznej bardzo poważnym argumentem przeciwko energetyce jądrowej. Mimo, że wypadki zdarzały się już wcześniej (np. Wypadek w elektrowni jądrowej Three Mile Island w 1979 roku) to dopiero po 26 kwietnia 1986 roku kwestie bezpieczeństwa zostały szeroko nagłośnione.

Jednym z podstawowych aspektów mających wpływ na bezpieczeństwo elektrowni jest powstanie jej w kraju stabilnym, zarówno politycznie jak i społecznie. Państwa o niskim poziomie stabilności mogą napotkać znaczne trudności w dostępie do odpowiednich technologii lub może to być dla nich wręcz niemożliwe. Jednocześnie rozwijanie przez państwa własnych typów reaktorów odmiennych od najpopularniejszych na świecie zwiększa ryzyko wystąpienia incydentów na tle bezpieczeństwa jądrowego. Jest to skutek mniejszego doświadczenia eksploatacyjnego i badawczego. Aktualnie na świecie używa się głównie kilku najlepiej dopracowanych konstrukcji.

Współcześnie budowane reaktory III generacji projektowane są według ściśle określonych norm. Dzięki temu, nawet przy bardzo poważnej awarii ludność w okolicach elektrowni nie jest w żaden sposób zagrożona. W dzisiejszych czasach projekt elektrowni na terenie Unii Europejskiej musi gwarantować, że uszkodzenie rdzenia może zdarzyć się nie częściej niż raz na 100 tys. lat, a niewielkie przekroczenia kryteriów wpływu na środowisko maksymalnie raz na milion lat. Jednocześnie eksperci z zakresu bezpieczeństwa wciąż pracują nad udoskonaleniem zabezpieczeń tak, aby jeszcze bardziej zmniejszyć ryzyko wpływu ewentualnej awarii na środowisko naturalne.

Elektrownia atomowa w Polsce – kiedy powstanie?

Plany budowy w Polsce elektrowni atomowej sięgają lat 70. XX wieku. Pierwotnie elektrownia o mocy elektrycznej około 900 MW złożona dwóch bloków energetycznych miała znajdować się w Żarnowcu. W roku 1982 rozpoczęto nawet jej budowę, jednak wskutek społecznych nastrojów po katastrofie w Czarnobylu projekt zaniechano we wczesnych latach 90. Do dziś w Żarnowcu znajdują się nieukończone pozostałości niedoszłej elektrowni.

Sprawa budowy polskiej elektrowni jądrowej wróciła na pierwsze strony gazet w roku 2005 , kiedy rząd przyjął dokument zatytułowany “Polityka energetyczna Polski”. Napisano w nim m.in. o konieczności rozpoczęcia społecznej debaty na temat energetyki jądrowej. W 2008 roku ówczesny premier Donald Tusk zapowiedział budowę dwóch elektrowni. Jedna z nich miała powstać we wspomnianym wyżej Żarnowcu, druga – na Podlasiu. Na przestrzeni lat możliwe lokalizacje niejednokrotnie zmieniano. Aktualnie podano kolejny termin rozpoczęcia budowy – elektrownia atomowa w Polsce ma zacząć powstawać w 2026 roku.

Co ciekawe jednak, w Polsce działa już jeden badawczy reaktor jądrowy. Mowa o reaktorze “MARIA” w Narodowym Centrum Badań Jądrowym w Otwocku–Świerku pod Warszawą. Wybudowano go w 1974 roku, aktualnie jest jednym z niewielu na świecie reaktorów produkujących izotopy promieniotwórcze do celów medycznych.

Elektrownia atomowa w Czarnobylu – wybuch niesławy

26 kwietnia 1986 roku w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej miało miejsce wydarzenie, które słusznie określono największą katastrofą nuklearną w historii ludzkości. Eksplozja wywołana przegrzaniem rdzenia reaktora bloku IV wywołała ogólnoświatowe poruszenie.

Skutki wybuchu mimo, że nie powodowały znacznego zagrożenia poza okolicami elektrowni były zauważane przez aparaturę badawczą w wielu krajach europejskich. Od tego czasu coraz większą popularność zyskiwały protesty przeciwko stosowaniu energetyki jądrowej. Katastrofa w Czarnobylu mocno nadwyrężyła reputację techniki jądrowej wśród wielu ludzi.

Największa elektrownia atomowa na świecie

Największą czynną elektrownią jądrową na świecie jest Bruce Nuclear Generating Station w Kanadzie. Mieści się ona na wschodnim wybrzeżu jeziora Huron. Elektrownia ta zajmuje aż 932 hektary powierzchni. 8 reaktorów jądrowych typu CANDU może dostarczyć w jednym momencie aż do 7276 MW energii elektrycznej. Elektrownia Bruce zatrudnia blisko 4 tysiące pracowników.

Redaktor naczelny w serwisie Joblife.pl

Grafik 3D, fotograf, podróżnik. Miłośnik pisania wierszy, opowieści, artykułów publicystycznych. Pasjonat astronomii i wycieczek górskich. Ponad 10 lat doświadczenia w działaniach marketingowych.

Redaktor w serwisie Joblife.pl

Gitarzysta z zamiłowaniem do klasycznych rock'n'rollowych brzmień. Autor tekstów, kompozytor, od 2020 roku student. W chwilach wolnych od muzyki baczny obserwator polityki międzynarodowej, od zawsze zafascynowany historią.

0 komentarzy
Inline Feedbacks
Zobacz wszystkie komentarze