Descriere: Principiul de funcţionare
Centrala nuclearo-electrică este un ansamblu de instalaţii şi construcţii reunite în scopul producerii energiei electrice pe baza folosirii energiei nucleare.
Obţinerea energiei nucleare se bazează pe reacţia de fisiune (descompunere) nucleară în lanţ. Instalaţia care asigură condiţiile de obţinere şi menţinere a reacţiei în lanţ este reactorul nuclear. În principiu, reactorul se compune dintr-o parte centrală numită zonă activă, în care are loc reacţia de fisiune şi se dezvoltă căldura de reacţie.
Zona activă conţine combustibilul nuclear alcătuit din izotopi fisionabili (U235, Pu239) şi materiale fertile (U238, U232); moderatorul (apa grea), care are rolul de a încetini viteza neutronilor rapizi, astfel ca reacţia să fie controlabilă; barele de control captează neutronii rezultaţi din reacţia de fisiune; agentul de răcire, care preia căldura dezvoltată în zona activă şi o cedează apei în schimbătorul de căldură.
În schimbătorul de căldură, apa de vaporizează şi devine agentul producător de lucru mecanic în turbină. Lucrul mecanic este transformat de generator în energie electrică.
Combustibilul, moderatorul şi agentul de răcire formează aşa numita filieră a reactorului termic care determină caracteristicile specifice centralelor nucleare.
Combustibilul introdus în reactor are forma unor pilule compactate sub formă de bare.
Între barele de combustibil se găsesc barele de control. Acestea conţin cadmiu (element chimic ce absoarbe neutroni). Ele au rolul de a regla numărul de neutroni ce pot produce noi reacţii de fisiune, astfel încât puterea produsă de reactor să rămână constantă în timp.
Pentru menţinerea reacţiei în lanţ, în unele tipuri de reactoare, neutronii emişi în reacţiile de fisiune trebuie încetiniţi. În timpul frânării neutronilor are loc un transfer de energie de la aceştia la moderator, temperatura moderatorului şi a combustibilului mărindu-se.
Controlul reactoarelor nucleare se face computerizat (inclusiv al sistemelor utilizate pentru protecţia reactorului şi a mediului înconjurător).
Centralele nucleare au intre 1 şi 8 reactoare (unităţi), fiecare cu o putere instalată de cel puţin 600 MW.
În România, a intrat în funcţiune, pe 2 decembrie 1996, centrala nucleară de la Cernavodă, care funcţionează cu apă grea ca moderator, foloseşte uraniu îmbogăţit şi produce cu un singur reactor, aproximativ 10% din totalul energiei electrice produse în ţară.
Centrala de la Cernavodă se bazează pe sistemul canadian CANDU şi are o putere instalată de 706 MW în prezent. Structura unui reactor CANDU constă într-un recipient cilindric orizontal, cu tuburi pentru barele de combustibil şi pentru lichidul de răcire (apă grea) plasate orizontal.
În jurul acestor tuburi se află apă grea, care acţionează ca moderator. Apa grea conţine doi atomi de deuteriu (un izotop neradioactiv al hidrogenului) şi un atom de oxigen. Apa grea este mult mai eficientă ca moderator decât apa obişnuită şi permite folosirea uraniului natural drept combustibil. Ea se obţine în întreprinderi specializate, prin separarea sa din apa naturală (există o astfel de întreprindere la Drobeta Turnu-Severin).
|
