ХХ зууны дундуур хүн төрөлхтний шилдэг оюун ухаантнууд атомын бөмбөг бүтээх, мөн атомын энергийг энх тайвны зорилгоор хэрхэн ашиглах зэрэг хоёр ажлыг нэгэн зэрэг хийхээр шаргуу ажилласан. Дэлхийн анхны атомын цахилгаан станцууд ингэж гарч ирсэн. Атомын цахилгаан станцын ажиллах зарчим юу вэ? Эдгээр цахилгаан станцуудын хамгийн том нь дэлхийн хаана байрладаг вэ?
Цөмийн эрчим хүчний түүх ба онцлог
"Эрчим хүч бол бүхний толгой" - 21-р зууны объектив бодит байдлыг харгалзан нэгэн алдартай зүйр үгийг ингэж орчуулж болно. Технологийн дэвшлийн шинэ үе болгонд хүн төрөлхтөнд түүний хэрэгцээ улам бүр нэмэгдсээр байна. Өнөөдөр "энх тайван атом"-ын энергийг зөвхөн эрчим хүчний салбарт бус эдийн засаг, үйлдвэрлэлд идэвхтэй ашиглаж байна.
Атомын цахилгаан станц гэж нэрлэгддэг (маш энгийн зарчмаар ажилладаг) үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчийг аж үйлдвэр, сансар судлал, анагаах ухаан, хөдөө аж ахуйд өргөн ашигладаг.
Цөмийн энерги нь атомын кинетик энергиэс дулаан, цахилгаан гаргаж авдаг хүнд үйлдвэрийн салбар юм.
Тэд хэзээ гарч ирсэн бэ?анхны атомын цахилгаан станцууд? Зөвлөлтийн эрдэмтэд ийм цахилгаан станцуудын ажиллах зарчмыг 40-өөд онд судалжээ. Дашрамд хэлэхэд тэд мөн адил анхны атомын бөмбөг зохион бүтээжээ. Тиймээс атом "энх тайван" төдийгүй үхлийн аюултай байв.
1948 онд И. В. Курчатов ЗХУ-ын засгийн газарт атомын энерги гаргаж авах ажлыг шууд хийж эхлэхийг санал болгов. Хоёр жилийн дараа ЗХУ-д (Калуга мужийн Обнинск хотод) манай гараг дээрх хамгийн анхны атомын цахилгаан станцын барилгын ажил эхэлсэн.
Бүх атомын цахилгаан станцуудын ажиллах зарчим ижил төстэй бөгөөд үүнийг ойлгоход огтхон ч хэцүү биш юм. Үүнийг цаашид хэлэлцэх болно.
АЦС: үйл ажиллагааны зарчим (зураг ба тайлбар)
Аливаа атомын цахилгаан станцын ажил нь атомын цөм задрах явцад үүсдэг хүчтэй урвал дээр суурилдаг. Энэ үйл явцад ихэвчлэн уран-235 буюу плутонийн атомууд оролцдог. Атомын цөм нь гаднаас нь орж ирж буй нейтроныг хуваадаг. Энэ тохиолдолд шинэ нейтронууд, түүнчлэн асар их кинетик энергитэй хуваагдлын хэсгүүд үүсдэг. Зөвхөн энэ эрчим хүч бол аливаа атомын цахилгаан станцын гол бөгөөд гол бүтээгдэхүүн
Атомын цахилгаан станцын реакторын ажиллах зарчмыг ингэж тодорхойлж болно. Дараагийн зурган дээрээс та үүнийг дотроос нь харж болно.
Гурван төрлийн цөмийн реактор байдаг:
- өндөр чадлын сувгийн реактор (RBMK гэж товчилсон);
- даралттай усны реактор (VVER);
- хурдан нейтрон реактор (FN).
Атомын цахилгаан станцуудын ажиллах зарчмыг бүхэлд нь тусад нь тайлбарлах нь зүйтэй. Энэ нь хэрхэн ажилладаг талаар ярилцах болно.дараагийн нийтлэлд.
АЦС-ын ажиллах зарчим (диаграм)
Атомын цахилгаан станц нь тодорхой нөхцөлд, хатуу тогтоосон горимд ажилладаг. Атомын цахилгаан станцын бүтцэд цөмийн реактор (нэг ба түүнээс дээш) -ээс гадна бусад систем, тусгай байгууламж, өндөр мэргэшсэн боловсон хүчин орно. Атомын цахилгаан станцуудын ажиллах зарчим юу вэ? Үүнийг дараах байдлаар товч тайлбарлаж болно.
Аливаа атомын цахилгаан станцын гол элемент нь цөмийн реактор бөгөөд үүнд бүх үндсэн процесс явагддаг. Бид өмнөх хэсэгт реакторт юу болдог талаар бичсэн. Жижиг хар үрэл хэлбэрээр цөмийн түлш (ихэвчлэн уран) энэ том тогоонд тэжээгддэг.
Цөмийн реакторт явагдаж буй урвалын үед ялгарах энерги нь дулаан болж хувирч, хөргөлтийн шингэн рүү (ихэвчлэн ус) шилждэг. Энэ процессын явцад хөргөлтийн шингэн нь цацрагийн тодорхой тунг хүлээн авдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Цаашилбал, хөргөлтийн дулааныг ердийн ус руу (тусгай төхөөрөмж - дулаан солилцуураар) шилжүүлж, үр дүнд нь буцалгана. Үүссэн усны уур нь турбиныг хөдөлгөдөг. Сүүлд нь генератор холбогдсон бөгөөд энэ нь цахилгаан эрчим хүч үүсгэдэг.
Тиймээс Атомын цахилгаан станцын ажиллах зарчмаар бол яг л дулааны цахилгаан станц. Цорын ганц ялгаа нь уурыг хэрхэн гаргаж авах явдал юм.
Цөмийн эрчим хүчний газарзүй
Цөмийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлээрээ тэргүүлэгч таван орон дараах байдалтай байна:
- АНУ.
- Франц.
- Япон.
- Орос.
- Өмнөд Солонгос.
Үүний зэрэгцээ АНУ жилдээ 864 тэрбум кВт.цаг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг бөгөөд дэлхийн нийт цахилгаан эрчим хүчний 20 хүртэлх хувийг үйлдвэрлэдэг.
Дэлхийн нийт 31 муж атомын цахилгаан станц ажиллуулдаг. Манай гарагийн бүх тивээс ердөө хоёр нь л (Антарктид ба Австрали) цөмийн эрчим хүчнээс бүрэн ангид байдаг.
Өнөөдөр дэлхий дээр 388 цөмийн реактор ажиллаж байна. Тэдний 45 нь жил хагасын хугацаанд эрчим хүч үйлдвэрлэдэггүй байгаа нь үнэн. Цөмийн реакторуудын ихэнх нь Япон, АНУ-д байрладаг. Дараах газрын зураг дээр тэдний газарзүйг бүрэн эхээр нь үзүүлэв. Цөмийн реактор ажиллаж байгаа улс орнуудыг ногоон өнгөөр тэмдэглэсэн бөгөөд тухайн муж дахь тэдгээрийн нийт тоог мөн зааж өгсөн болно.
Өөр өөр улс оронд цөмийн эрчим хүчний хөгжил
Ерөнхийдөө 2014 оны байдлаар цөмийн эрчим хүчний хөгжил ерөнхийдөө буурсан байна. Цөмийн шинэ реактор барих ажлыг тэргүүлэгч нь Орос, Энэтхэг, Хятад гэсэн гурван улс юм. Түүнчлэн атомын цахилгаан станцгүй хэд хэдэн муж ойрын хугацаанд барихаар төлөвлөж байна. Үүнд Казахстан, Монгол, Индонез, Саудын Араб болон Хойд Африкийн хэд хэдэн улс орно.
Нөгөөтэйгүүр, хэд хэдэн муж улс атомын цахилгаан станцуудын тоог аажмаар багасгах ажлыг эхлүүлсэн. Үүнд Герман, Бельги, Швейцарь орно. Мөн зарим оронд (Итали, Австри, Дани, Уругвай) цөмийн эрчим хүчийг хууль тогтоох түвшинд хориглодог.
Цөмийн эрчим хүчний гол асуудал
Цөмийн энергийн хөгжилтэй холбоотой байгаль орчны нэг чухал асуудал бий. Энэ нь хүрээлэн буй орчны дулааны бохирдол гэж нэрлэгддэг зүйл юм. Тиймээс олон мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар атомын цахилгаан станцууд ижил хүчин чадалтай дулааны цахилгаан станцуудаас илүү их дулаан ялгаруулдаг. Ялангуяа биологийн организмын амьдралын байгалийн нөхцөлийг алдагдуулж, олон төрлийн загас үхэхэд хүргэдэг дулааны усны бохирдол онцгой аюултай.
Цөмийн эрчим хүчтэй холбоотой өөр нэг чухал асуудал бол цөмийн аюулгүй байдлын ерөнхий асуудал юм. 1986 онд Чернобылийн гамшгийн дараа хүн төрөлхтөн анх удаа энэ асуудлын талаар нухацтай бодож үзсэн. Чернобылийн АЦС-ын үйл ажиллагааны зарчим нь бусад АЦС-аас тийм ч их ялгаатай байсангүй. Гэсэн хэдий ч энэ нь түүнийг бүхэлд нь Зүүн Европт маш ноцтой үр дагаварт хүргэсэн томоохон бөгөөд ноцтой ослоос аварч чадаагүй юм.
Түүгээр ч зогсохгүй цөмийн энергийн аюул нь зөвхөн хүний гараар үүсгэгдсэн ослоор хязгаарлагдахгүй. Тиймээс цөмийн хаягдлыг булшлахтай холбоотой томоохон асуудал үүсдэг.
Цөмийн эрчим хүчний давуу тал
Гэсэн хэдий ч цөмийн эрчим хүчийг хөгжүүлэхийг дэмжигчид атомын цахилгаан станцын тодорхой давуу талыг мөн нэрлэж байна. Тодруулбал, Дэлхийн цөмийн холбоо саяхан тун сонирхолтой тоо баримттай тайлангаа нийтэлжээ. Түүний хэлснээр, атомын цахилгаан станцад нэг гигаватт цахилгаан үйлдвэрлэхэд хүний амь нас хохирох нь уламжлалт дулааны цахилгаан станцуудынхаас 43 дахин бага байна.
Бусад адил чухал ач холбогдолтой давуу талууд бий. Тухайлбал:
- хямд цахилгаан үйлдвэрлэх;
- цөмийн энергийн байгаль орчны цэвэр байдал (дулааны усны бохирдлоос бусад);
- томоохон түлшний эх үүсвэртэй атомын цахилгаан станцуудын газарзүйн нарийн лавлагаа байхгүй.
Дүгнэлтийн оронд
1950 онд дэлхийн анхны атомын цахилгаан станц баригдсан. Атомын цахилгаан станцуудын ажиллах зарчим нь нейтроны тусламжтайгаар атомыг задлах явдал юм. Энэ процесс нь асар их хэмжээний энерги ялгаруулдаг.
Цөмийн энерги бол хүн төрөлхтний хувьд онцгой ач холбогдолтой юм шиг санагддаг. Гэсэн хэдий ч түүх өөрөөр нотлогдсон. Ялангуяа 1986 онд ЗХУ-ын Чернобылийн атомын цахилгаан станцын осол, 2011 онд Японы Фукушима-1 цахилгаан станцын осол зэрэг хоёр том эмгэнэлт явдал "энх тайван" атомын аюулыг харуулсан. Өнөөдөр дэлхийн олон улс орон цөмийн эрчим хүчийг хэсэгчлэн эсвэл бүрмөсөн үгүйсгэх талаар бодож эхэлсэн.
