Как работают АЭС и что будет, если их отключить?

Для многих ядерная энергетика является жизненно важным способом борьбы с изменением климата; другие настаивают на том, что это опасно, нерентабельно и ненужно.

Атомные электростанции (АЭС) вырабатывают электрическую и тепловую энергию, являясь неотъемлемой частью повседневной жизни. Местом рождения первой в мире АЭС стал СССР: строительство станции началось в 1954 году, а спустя 68 лет их количество возросло. Сегодня в мире насчитывается 437 ядерных реакторов, расположенных в 32 странах. Эти больше котлы бывают разных размеров и форм и могут работать на различных видах топлива, расщепляя атомы для нагрева воды и ее преобразования в пар. Последний вращает турбину приводя в действие генераторы, вырабатывающие электричество. Атомные электростанции являются безопасными для окружающей среды, так как не производят парниковых газов, способствующих изменению климата. Станции, однако, представляют собой серьезную угрозу, о чем человечество узнало в 1986 году после взрыва ядерного реактора Чернобыльской АЭС. Еще одна катастрофа произошла в 2011 году в Японии на станции Фукусима-1, но стоит ли ждать чего-то подобного в будущем? Давайте разбираться!

Работа атомных электростанций обеспечивает эффективное и надежное электроснабжение по всему миру – ядерная энергетика оказывает одно из самых низких воздействий на окружающую среду, в отличие от прочих источников электроэнергии. Так, электростанции работающие на ископаемом топливе сжигают уголь, нефть или природный газ для выработки тепла, тем самым выбрасывая в атмосферу парниковые газы.

На их фоне АЭС, вырабатывающие тепло при расщеплении атомов, кажутся идеальным способом борьбы с изменением климата: атомная энергетика использует топливо из переработанного урана и может постоянно производить энергию. При этом ядерный реактор производить электричество почти так же, как и другие электростанции.

Факт
Ядерный реактор производит электричество почти так же, как и другие электростанции. Цепная реакция производит энергию, которая превращает воду в пар, давление которого приводит в действие генератор, вырабатывающий электричество.

Принцип работы АЭС строится на выработке тепла в результате ядерного распада

АЭС получают тепловую энергию от расщепления ядер атомов в активной зоне реактора, вырабатывая тепло. Основным топливом сегодня является уран – тяжелый радиоактивный химический элемент, обладающий небольшими парамагнитными свойствами. Так, уран-235 делится медленными (тепловыми) нейтронами, в результате чего выделяется огромное количество тепла. Уран также содержится в большинство горных пород.

Будучи безопасными источниками электроэнергии, АЭС, все же, могут угрожать здоровью людей и всех живых существ на Земле. Отходы, образующиеся в результате ядерных реакторов, остаются радиоактивными от десятков до сотен тысяч лет. При этом решений для их долгосрочного хранения сегодня не существует – большинство ядерных отходов находятся во временных надземных хранилищах. Но так как подобных мест для хранения не хватает, промышленность обращается к другим типам хранилищ (более дорогостоящих и потенциально менее безопасных).

Еще больше интересных статей читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен! Там регулярно выходят, которых нет на сайте!

Одной из главных проблем использования АЭС является развитие ядерно-энергетических программ, которые увеличивают вероятность распространения ядерного оружия. Это вновь возвращает нас к ответственности ученых за свои изобретения – ядерное оружие может уничтожить всю жизнь на Земле. А еще атомные электростанции являются потенциальной мишенью для террористических атак.

Крупная радиационная авария максимального 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий произошла 12 марта 2011 года в Японии

Весомую роль также играет человеческий фактор и стихийные бедствия. Так, сильное цунами обошло механизмы безопасности нескольких электростанций в 2011 году, вызвав три аварии на АЭС в Фукусиме, а последствия взрыва Чернобыльской АЭС привели к распространению раковых заболеваний. Население, проживающее в непосредственной близости от Чернобыля и Фукусимы до сих пор сталкивается с последствиями радиации.

Так как атомные станции должны располагаться рядом с источником воды для охлаждения реакторов, в мире уже недостаточно мест, защищенных от засух, наводнений, ураганов, землетрясений и других потенциальных бедствий, способных привести к аварии. Ситуацию усугубляет увеличение числа экстремальных погодных явлений в результате глобального потепления.

Больше по теме: Как работает АЭС? Опасны ли атомные станции?

Существует ряд правил безопасного отключения АЭС, включая очистку радиоактивно загрязненных систем, конструкций станции и последующего удаления радиоактивного топлива. Окончательное закрытие атомной электростанции включает в себя дезактивацию объекта для снижения остаточной радиоактивности, а также демонтаж конструкций.

Требования и используемые в процессе отключения станции технологии используются для защиты работников и населения в течение всего процесса вывода АЭС из эксплуатации. Но что будет если отключить АЭС от питания? По мнению физиков прекращение подачи электроэнергии на станции может привести к катастрофе похожей на Чернобыльскую АЭС.

26.04.1986 года произошла самая страшная радиационная катастрофа

Чтобы не допустить перегрева бассейна нужна постоянная прокачка воды рабочим насосом, что невозможно без электричества. К счастью, на каждом блоке атомной станции существует резервный источник питания, им могут быть дизельгенераторы в количестве нескольких штук, которые автоматически запускаются при отключении внешнего питания.

Не пропустите: Какой бывает радиация и как от нее защититься?

По мнению экспертов перебои с подачей электроэнергии на АЭС могут привести к масштабной катастрофе. Особенно если станция будет работать в таком режиме слишком долго: в этом случае мир может ожидать второго Чернобыля и Фукусимы.

По словам профессора физики материалов, бывшего научного сотрудника Министерства обороны по ядерной науке и технологиям Робина Уильяма Граймса, отключение питания работающего реактора может привести к перегреву: «При определенных обстоятельствах реактор может перегреться до такой степени, что фактически расплавится».

Так во время аварии на АЭС «Фукусима» один из трех действующих ядерных был успешно остановлен, однако системы резервного питания и охлаждения не сработали: остаточное тепло привело к частичному плавлению твэлов во всех трех реакторах станции. Страну на протяжении нескольких дней сотрясали землетрясения и цунами. Все это время экипажи искали выживших под развалинами.