원자력 발전소의 발사. 인형용 원자력 발전소 건설. 평화로운 원자 생성을 위한 전제조건

원자력 발전은 현대적이고 빠르게 발전하는 전기 생산 방법입니다. 원자력 발전소가 어떻게 작동하는지 아시나요? 원자력 발전소의 작동 원리는 무엇입니까? 오늘날 어떤 유형의 원자로가 존재합니까? 원자력발전소의 운전계획을 구체적으로 검토하고, 원자로의 구조를 파헤쳐 핵발전 방식이 얼마나 안전한지 알아보겠습니다.

원자력 발전소는 어떻게 작동하나요?

모든 역은 주거 지역에서 멀리 떨어진 폐쇄된 지역입니다. 그 영토에는 여러 건물이 있습니다. 가장 중요한 구조물은 원자로건물이고 그 옆에는 원자로를 제어하는 터빈실과 안전건물이 있다.

이 계획은 원자로 없이는 불가능합니다. 원자(핵) 원자로는 중성자 핵분열의 연쇄 반응을 조직하고 이 과정에서 의무적으로 에너지를 방출하도록 설계된 원자력 발전소 장치입니다. 그러면 원자력 발전소의 작동 원리는 무엇입니까?

전체 원자로 시설은 원자로를 숨기고 사고 발생 시 핵 반응의 모든 생성물을 담는 대형 콘크리트 타워인 원자로 건물에 보관됩니다. 이 대형 타워를 봉쇄, 밀폐 쉘 또는 봉쇄 구역이라고 합니다.

새로운 원자로의 밀폐 구역에는 2개의 두꺼운 콘크리트 벽(껍질)이 있습니다.
80cm 두께의 외부 껍질은 격리 구역을 외부 영향으로부터 보호합니다.

두께가 1m 20cm인 내부 쉘에는 콘크리트 강도를 거의 3배 증가시키고 구조물이 무너지는 것을 방지하는 특수 강철 케이블이 포함되어 있습니다. 내부에는 얇은 특수강 시트가 늘어서 있는데, 이는 격납을 위한 추가 보호 역할을 하고, 사고 발생 시 원자로의 내용물이 격납 구역 외부로 방출되지 않도록 설계되었습니다.

이러한 원자력 발전소 설계를 통해 최대 200톤에 달하는 비행기 추락, 규모 8의 지진, 토네이도 및 쓰나미를 견딜 수 있습니다.

최초의 가압 포탄은 1968년 미국 코네티컷 양키 원자력 발전소에서 건설되었습니다.

격리 구역의 전체 높이는 50~60미터이다.

원자로는 무엇으로 구성되어 있나요?

원자로의 작동 원리, 즉 원자력 발전소의 작동 원리를 이해하려면 원자로의 구성 요소를 이해해야 합니다.

활성 영역. 핵연료(연료발생기)와 감속재가 배치되는 공간이다. 연료 원자(대개 우라늄이 연료임)는 연쇄 핵분열 반응을 겪습니다. 감속재는 핵분열 과정을 제어하도록 설계되었으며 속도와 강도 측면에서 필요한 반응을 허용합니다.
중성자 반사경. 반사경이 코어를 둘러싸고 있습니다. 모더레이터와 동일한 자료로 구성되어 있습니다. 본질적으로 이것은 중성자가 핵을 떠나 환경으로 들어가는 것을 방지하는 것이 주요 목적인 상자입니다.
냉각수. 냉각수는 연료 원자가 분열하는 동안 방출되는 열을 흡수하여 다른 물질로 전달해야 합니다. 냉각수는 원자력 발전소의 설계 방식을 크게 결정합니다. 오늘날 가장 인기 있는 냉각수는 물입니다.
원자로 제어 시스템. 원자력 발전소 원자로에 전력을 공급하는 센서 및 메커니즘.

원자력 발전소용 연료

원자력 발전소는 무엇을 운영합니까? 원자력 발전소의 연료는 방사성 특성을 지닌 화학 원소입니다. 모든 원자력 발전소에서 이 원소는 우라늄입니다.

발전소의 설계는 원자력 발전소가 순수한 화학 원소가 아닌 복잡한 복합 연료로 작동한다는 것을 의미합니다. 그리고 원자로에 장전되는 천연 우라늄으로부터 우라늄 연료를 추출하기 위해서는 많은 조작이 필요하다.

농축 우라늄

우라늄은 두 개의 동위원소로 구성됩니다. 즉, 질량이 다른 핵을 포함합니다. 그들은 양성자와 중성자의 수에 따라 동위원소 -235와 동위원소 -238로 명명되었습니다. 20세기 연구자들은 광석에서 우라늄 235를 추출하기 시작했습니다. 분해하고 변형하는 것이 더 쉬웠습니다. 자연에 존재하는 그러한 우라늄은 0.7%에 불과한 것으로 밝혀졌습니다(나머지 비율은 238번째 동위원소에 해당합니다).

이 경우 어떻게 해야 합니까? 그들은 우라늄을 농축하기로 결정했습니다. 우라늄 농축은 필요한 235x 동위원소가 많이 남아 있고 불필요한 238x 동위원소는 거의 남지 않는 과정입니다. 우라늄 농축기의 임무는 0.7%를 거의 100% 우라늄-235로 바꾸는 것입니다.

우라늄은 가스 확산 또는 가스 원심분리라는 두 가지 기술을 사용하여 농축할 수 있습니다. 이를 사용하려면 광석에서 추출된 우라늄을 기체 상태로 변환해야 합니다. 그것은 가스 형태로 농축되어 있습니다.

우라늄 분말

농축 우라늄 가스는 고체 상태인 이산화우라늄으로 변환됩니다. 이 순수한 고체 우라늄 235는 크고 흰색 결정으로 나타나며 나중에 분쇄되어 우라늄 분말로 만들어집니다.

우라늄 정제

우라늄 정제는 길이가 몇 센티미터인 견고한 금속 디스크입니다. 우라늄 분말로 이러한 정제를 형성하려면 정제의 압축 품질을 향상시키는 가소제와 같은 물질과 혼합됩니다.

압축된 퍽은 섭씨 1200도의 온도에서 하루 이상 구워져 정제에 특별한 강도와 고온에 대한 저항성을 부여합니다. 원자력 발전소의 작동 방식은 우라늄 연료가 얼마나 잘 압축되고 구워지는가에 따라 직접적으로 달라집니다.

정제는 몰리브덴 상자에서 구워집니다. 오직 이 금속만이 1500도가 넘는 "지옥 같은" 온도에서 녹지 않을 수 있습니다. 이후 원자력발전소용 우라늄 연료는 준비된 것으로 간주된다.

TVEL과 FA란 무엇입니까?

원자로 노심은 원자로 유형에 따라 벽에 구멍이 있는 거대한 디스크나 파이프처럼 생겼는데, 이는 인체보다 5배 더 큽니다. 이 구멍에는 우라늄 연료가 포함되어 있으며, 그 원자는 원하는 반응을 수행합니다.

발전소 전체가 폭발하고 인근 주 몇 군데에 결과를 초래하는 사고를 일으키고 싶지 않다면 원자로에 연료를 던지는 것은 불가능합니다. 따라서 우라늄 연료는 연료봉에 넣은 다음 연료 집합체에 수집됩니다. 이 약어는 무엇을 의미합니까?

TVEL은 연료 요소입니다(TVEL을 생산하는 러시아 회사의 동일한 이름과 혼동하지 마십시오). 이는 본질적으로 우라늄 정제가 배치되는 지르코늄 합금으로 만들어진 얇고 긴 지르코늄 튜브입니다. 우라늄 원자가 서로 상호 작용하기 시작하여 반응 중에 열을 방출하는 것은 연료봉에서입니다.

지르코늄은 내화성과 내식성으로 인해 연료봉 생산용 재료로 선택되었습니다.

연료봉의 유형은 원자로의 유형과 구조에 따라 다릅니다. 일반적으로 연료봉의 구조와 목적은 변하지 않으며 튜브의 길이와 너비는 다를 수 있습니다.

이 기계는 하나의 지르코늄 튜브에 200개 이상의 우라늄 펠릿을 적재합니다. 전체적으로 약 천만 개의 우라늄 펠렛이 원자로에서 동시에 작동하고 있습니다.
FA – 연료 집합. NPP 작업자는 연료 집합체 번들을 호출합니다.

기본적으로 이들은 여러 개의 연료봉이 함께 고정되어 있습니다. FA는 원자력 발전소가 작동하는 완성된 핵연료입니다. 원자로에 장전되는 연료 집합체입니다. 하나의 원자로에는 약 150~400개의 핵연료 집합체가 배치됩니다.
연료 집합체가 작동할 원자로에 따라 모양이 다릅니다. 때때로 묶음은 입방체로, 때로는 원통형으로, 때로는 육각형 모양으로 접혀집니다.

4년 동안 연료 집합체 1개를 작동하면 석탄 670대, 천연가스 탱크 730대, 석유 탱크 900대를 연소할 때와 동일한 양의 에너지가 생산됩니다.
오늘날 연료 집합체는 주로 러시아, 프랑스, 미국 및 일본의 공장에서 생산됩니다.

원자력 발전소용 연료를 다른 나라에 전달하기 위해 연료 집합체는 길고 넓은 금속 파이프에 밀봉되어 있으며, 공기는 파이프 밖으로 펌핑되어 화물기에 탑재된 특수 기계에 의해 전달됩니다.

원자력발전소의 핵연료는 무게가 엄청나게 나가기 때문에... 우라늄은 지구상에서 가장 무거운 금속 중 하나입니다. 비중은 강철보다 2.5배 더 크다.

원자력 발전소: 작동 원리

원자력 발전소의 작동 원리는 무엇입니까? 원자력 발전소의 작동 원리는 방사성 물질인 우라늄 원자의 핵분열 연쇄 반응에 기초합니다. 이 반응은 원자로의 핵심에서 발생합니다.

핵 물리학의 복잡함을 다루지 않고 원자력 발전소의 작동 원리는 다음과 같습니다.
원자로가 가동되면 우라늄이 반응하는 것을 방지하는 흡수봉이 연료봉에서 제거됩니다.

막대가 제거되면 우라늄 중성자가 서로 상호 작용하기 시작합니다.

중성자가 충돌하면 원자 수준에서 소형 폭발이 일어나 에너지가 방출되고 새로운 중성자가 태어나고 연쇄 반응이 일어나기 시작합니다. 이 과정에서 열이 발생합니다.

열은 냉각수로 전달됩니다. 냉각수의 종류에 따라 증기나 가스로 변해 터빈을 회전시킵니다.

터빈은 발전기를 구동합니다. 실제로 전류를 생성하는 사람은 바로 그 사람입니다.

과정을 모니터링하지 않으면 우라늄 중성자가 원자로를 폭발시킬 때까지 서로 충돌하여 원자력 발전소 전체를 산산조각 낼 수 있습니다. 프로세스는 컴퓨터 센서에 의해 제어됩니다. 반응기의 온도 상승이나 압력 변화를 감지하고 자동으로 반응을 중지할 수 있습니다.

원자력 발전소의 작동 원리는 화력 발전소 (화력 발전소)와 어떻게 다른가요?

첫 번째 단계에서만 작업에 차이가 있습니다. 원자력 발전소에서 냉각수는 우라늄 연료 원자의 핵분열로부터 열을 받습니다. 화력 발전소에서 냉각수는 유기 연료(석탄, 가스 또는 석유)의 연소로부터 열을 받습니다. 우라늄 원자나 가스, 석탄이 열을 방출한 후 원자력 발전소와 화력 발전소의 운영 방식은 동일합니다.

원자로의 종류

원자력 발전소의 작동 방식은 원자로의 작동 방식에 따라 달라집니다. 오늘날 뉴런의 스펙트럼에 따라 분류되는 두 가지 주요 유형의 반응기가 있습니다.
열 원자로라고도 불리는 느린 중성자 원자로.

운영을 위해 우라늄 235가 사용되며 농축, 우라늄 펠릿 생성 등의 단계를 거칩니다. 오늘날 대부분의 원자로는 느린 중성자를 사용합니다.
고속 중성자로.

이 원자로는 미래입니다. 왜냐하면... 그들은 자연적으로 10센트짜리 우라늄-238을 연구하고 있으며 이 원소를 농축할 필요가 없습니다. 이러한 원자로의 유일한 단점은 설계, 건설 및 시동 비용이 매우 높다는 것입니다. 오늘날 고속 중성자로는 러시아에서만 작동됩니다.

고속 중성자로의 냉각제는 수은, 가스, 나트륨 또는 납입니다.

오늘날 세계의 모든 원자력 발전소가 사용하는 저속 중성자로도 여러 유형으로 제공됩니다.

IAEA 조직(국제원자력기구)은 전 세계 원자력 산업에서 가장 자주 사용되는 자체 분류를 만들었습니다. 원자력 발전소의 작동 원리는 냉각재와 감속재의 선택에 크게 좌우되기 때문에 IAEA는 이러한 차이점을 기준으로 분류를 시작했습니다.

화학적 관점에서 볼 때, 산화중수소는 이상적인 감속재이자 냉각제입니다. 그 원자는 다른 물질에 비해 우라늄 중성자와 가장 효과적으로 상호 작용합니다. 간단히 말해서 중수는 손실을 최소화하고 결과를 최대화하면서 작업을 수행합니다. 그러나 생산에는 비용이 들지만 일반 "가벼움"과 친숙한 물은 사용하기가 훨씬 쉽습니다.

원자로에 관한 몇 가지 사실

원자력 발전소 원자로 하나를 건설하는 데 최소 3년이 걸린다는 점이 흥미롭습니다!
원자로를 건설하려면 사람을 죽일 수 있는 전류보다 백만 배 더 높은 210킬로암페어의 전류로 작동하는 장비가 필요합니다.

원자로의 껍질(구조 요소) 하나의 무게는 150톤입니다. 하나의 반응기에는 6개의 요소가 있습니다.

가압수형 원자로

우리는 이미 원자력 발전소의 일반적인 작동 방식을 알아냈습니다. 모든 것을 한눈에 볼 수 있도록 가장 인기 있는 가압수형 원자로의 작동 방식을 살펴보겠습니다.
오늘날 전 세계적으로 3세대 이상의 가압경수로가 사용되고 있습니다. 그들은 가장 신뢰할 수 있고 안전한 것으로 간주됩니다.

전 세계의 모든 가압경수로는 이미 1000년 이상 무고장 운전을 해왔으며 심각한 편차가 발생한 적이 없습니다.

가압수형 원자로를 사용하는 원자력 발전소의 구조는 320도까지 가열된 증류수가 연료봉 사이를 순환한다는 것을 의미합니다. 증기 상태가 되는 것을 방지하기 위해 160기압의 압력을 유지합니다. 원자력 발전소 다이어그램에서는 이를 1차 순환수라고 부릅니다.

가열된 물은 증기 발생기로 들어가고 그 열을 2차 순환수로 전달한 후 다시 원자로로 "돌아옵니다". 외부적으로는 첫 번째 회로의 수관이 다른 튜브와 접촉하는 것처럼 보입니다. 두 번째 회로의 물은 서로 열을 전달하지만 물은 접촉하지 않습니다. 튜브가 접촉되어 있습니다.

따라서 방사선이 전기 생성 과정에 추가로 참여할 2차 순환수에 들어갈 가능성이 배제됩니다.

원전 운영 안전

원자력 발전소의 작동 원리를 배웠으니 안전이 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다. 오늘날 원자력 발전소를 건설하려면 안전 규칙에 대한 관심이 더욱 높아져야 합니다.
원전 안전비용은 발전소 자체 비용의 약 40%를 차지한다.

원자력 발전소 설계에는 방사성 물질의 방출을 방지하는 4개의 물리적 장벽이 포함되어 있습니다. 이 장벽은 무엇을 해야 할까요? 적절한 순간에 핵반응을 중단하고, 노심과 원자로 자체에서 지속적인 열 제거를 보장하며, 격납고(밀폐지대) 밖으로 방사성 핵종의 방출을 방지할 수 있어야 합니다.

첫 번째 장벽은 우라늄 펠릿의 강도입니다.원자로의 고온으로 인해 파괴되지 않는 것이 중요합니다. 원자력 발전소 작동 방식의 대부분은 초기 제조 단계에서 우라늄 펠렛이 어떻게 "구워지는"지에 달려 있습니다. 우라늄 연료 알갱이가 올바르게 구워지지 않으면 원자로 내 우라늄 원자의 반응을 예측할 수 없게 됩니다.
두 번째 장벽은 연료봉의 견고성입니다.지르코늄 튜브는 단단히 밀봉되어야 합니다. 밀봉이 파손되면 기껏해야 반응기가 손상되고 작업이 중단되며, 최악의 경우 모든 것이 공중으로 날아갈 것입니다.
세 번째 장벽은 내구성이 뛰어난 강철 원자로 용기입니다. a, (동일한 대형 타워 - 밀폐 구역) 모든 방사성 프로세스를 "보유"합니다. 하우징이 손상되면 방사선이 대기 중으로 빠져나갑니다.
네 번째 장벽은 비상보호봉이다.감속재가 있는 막대는 자석으로 코어 위에 매달려 있으며, 이는 2초 안에 모든 중성자를 흡수하고 연쇄 반응을 멈출 수 있습니다.

많은 보호 수준을 갖춘 원자력 발전소의 설계에도 불구하고 적시에 원자로 노심을 냉각할 수 없고 연료 온도가 2600도까지 상승한다면 안전 시스템의 마지막 희망이 작용하게 됩니다. - 소위 용융 트랩.

사실 이 온도에서는 원자로 용기의 바닥이 녹고 핵연료의 모든 잔해와 용융 구조물이 원자로 노심 위에 매달린 특수 "유리"로 흘러 들어갈 것입니다.

용융 트랩은 냉장 보관되며 내화성이 있습니다. 핵분열 연쇄반응을 점차 멈추게 하는 소위 '희생물질'로 채워져 있다.

따라서 원자력 발전소 설계에는 여러 수준의 보호가 포함되어 있어 사고 가능성이 거의 완전히 제거됩니다.

원자력 발전소(NPP)는 제어된 핵 반응 중에 방출되는 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생성하도록 설계된 복잡한 기술 구조입니다.

우라늄은 원자력 발전소의 일반 연료로 사용됩니다. 핵분열 반응은 원자력 발전소의 주요 장치인 원자로에서 발생합니다.

반응기는 최대 1.6 x 107 Pa 또는 160기압의 고압용으로 설계된 강철 케이스에 장착됩니다.
VVER-1000의 주요 부분은 다음과 같습니다.

1. 핵연료가 위치한 활성지대에서는 핵분열의 연쇄반응이 일어나 에너지가 방출된다.
2. 코어를 둘러싸고 있는 중성자 반사체.
3. 냉각수.
4. 보호 제어 시스템(CPS).
5. 방사선 방호.

원자로의 열은 열 중성자의 영향으로 핵연료 핵분열의 연쇄 반응으로 인해 방출됩니다. 이 경우 핵분열 생성물이 형성되며 그 중에는 크세논, 크립톤과 같은 고체와 가스가 모두 있습니다. 핵분열 생성물은 방사능이 매우 높으므로 연료(이산화우라늄 펠렛)는 밀봉된 지르코늄 튜브(연료봉(연료 요소))에 배치됩니다. 이 튜브는 여러 조각으로 나란히 결합되어 단일 연료 집합체로 만들어집니다. 원자로를 제어하고 보호하기 위해 노심 전체 높이를 따라 이동할 수 있는 제어봉이 사용됩니다. 막대는 중성자를 강하게 흡수하는 물질(예: 붕소 또는 카드뮴)로 만들어집니다. 막대가 깊게 삽입되면 중성자가 강하게 흡수되어 반응 영역에서 제거되므로 연쇄 반응이 불가능해집니다. 막대는 제어판에서 원격으로 이동됩니다. 막대가 약간 움직이면 체인 프로세스가 발전하거나 희미해집니다. 이런 방식으로 원자로의 출력이 조절됩니다.

스테이션 레이아웃은 이중 회로입니다. 첫 번째 방사성 회로는 VVER 1000 반응기 1개와 순환 냉각 루프 4개로 구성됩니다. 비방사성인 두 번째 회로에는 증기 발생기, 물 공급 장치 및 1030MW 용량의 터빈 장치 1개가 포함됩니다. 1차 냉각수는 원자로의 출력을 조절하는 데 사용되는 강력한 중성자 흡수제인 붕산 용액을 추가하여 16MPa의 압력에서 고순도 비끓는 물입니다.

1. 주 순환 펌프는 원자로 노심을 통해 물을 펌핑하며, 핵 반응 중에 발생하는 열로 인해 물은 320도까지 가열됩니다.
2. 가열된 냉각수는 열을 2차 순환수(작동유체)로 전달하여 증기발생기에서 증발시킵니다.
3. 냉각된 냉각재는 원자로로 다시 유입됩니다.
4. 증기 발생기는 6.4 MPa의 압력에서 포화 증기를 생성하여 증기 터빈에 공급합니다.
5. 터빈은 발전기의 회 전자를 구동합니다.
6. 배기증기는 응축기에서 응축된 후 응축수 펌프에 의해 다시 증기발생기로 공급됩니다. 회로의 일정한 압력을 유지하기 위해 증기량 보상기가 설치됩니다.
7. 증기 응축의 열은 냉각기 연못에서 공급 펌프에 의해 공급되는 순환수에 의해 응축기에서 제거됩니다.
8. 반응기의 첫 번째 회로와 두 번째 회로가 모두 밀봉되어 있습니다. 이는 인력과 대중의 원자로 안전을 보장합니다.

증기 응축을 위해 많은 양의 물을 사용할 수 없는 경우 저수지를 사용하는 대신 특수 냉각탑(냉각탑)에서 물을 냉각할 수 있습니다.

원자로 작동의 안전성과 환경 친화성은 규정(작동 규칙)의 엄격한 준수와 많은 양의 제어 장비를 통해 보장됩니다. 이 모든 것은 사려 깊고 효율적인 원자로 제어를 위해 설계되었습니다.
원자로의 비상 보호는 원자로 노심에서 핵 연쇄 반응을 신속하게 중단하도록 설계된 일련의 장치입니다.

원자로의 매개변수 중 하나가 사고로 이어질 수 있는 값에 도달하면 능동형 비상 보호가 자동으로 실행됩니다. 이러한 매개변수에는 온도, 압력 및 냉각수 흐름, 전력 증가 수준 및 속도가 포함될 수 있습니다.

비상 보호의 실행 요소는 대부분의 경우 중성자를 잘 흡수하는 물질(붕소 또는 카드뮴)이 포함된 막대입니다. 때로는 원자로를 정지시키기 위해 액체 흡수제가 냉각수 루프에 주입되기도 합니다.

능동 보호 외에도 많은 현대 설계에는 수동 보호 요소도 포함되어 있습니다. 예를 들어, VVER 원자로의 최신 버전에는 "비상 노심 냉각 시스템"(ECCS)이 포함되어 있습니다. 이는 원자로 위에 붕산이 들어 있는 특수 탱크입니다. 최대설계기준사고(원자로 1차 냉각회로 파열)가 발생할 경우 이들 탱크의 내용물은 중력에 의해 노심 내부로 들어가게 되고 다량의 붕소 함유 물질에 의해 핵연쇄반응이 소멸된다. , 중성자를 잘 흡수합니다.

“원전 원자로 시설에 대한 원자력 안전규칙”에 따르면, 제공된 원자로 정지 시스템 중 적어도 하나는 비상 보호(EP) 기능을 수행해야 합니다. 비상 보호에는 최소한 두 개의 독립적인 작업 요소 그룹이 있어야 합니다. AZ 신호에서 AZ 작동 부품은 모든 작업 위치 또는 중간 위치에서 활성화되어야 합니다.
AZ 장비는 최소한 두 개의 독립적인 세트로 구성되어야 합니다.

각 AZ 장비 세트는 공칭 값의 7%에서 120%까지 중성자 자속 밀도 변화 범위에서 보호가 제공되도록 설계해야 합니다.
1. 중성자 자속 밀도에 따라 - 3개 이상의 독립 채널;
2. 중성자 자속 밀도의 증가율에 따라 - 3개 이상의 독립 채널.

각 비상 보호 장비 세트는 원자로 설비(RP) 설계에 설정된 기술 매개변수의 전체 변경 범위에 걸쳐 각 기술 매개변수에 대해 최소 3개의 독립적인 채널을 통해 비상 보호가 제공되도록 설계되어야 합니다. 보호가 필요한 것입니다.

AZ 액추에이터에 대한 각 세트의 제어 명령은 최소 두 개의 채널을 통해 전송되어야 합니다. AZ 장비 세트 중 하나의 채널이 이 세트의 작동을 중지하지 않고 작동 중지되면 이 채널에 대해 경보 신호가 자동으로 생성되어야 합니다.

최소한 다음과 같은 경우에는 비상 보호가 실행되어야 합니다.
1. 중성자 자속 밀도의 AZ 설정에 도달한 경우.
2. 중성자 자속 밀도 증가율에 대한 AZ 설정에 도달한 경우.
3. 비상 보호 장비 세트 및 작동이 중단되지 않은 CPS 전원 공급 버스에서 전압이 사라진 경우.
4. 서비스가 중단되지 않은 AZ 장비 세트의 중성자 자속 밀도 또는 중성자 자속 증가율에 대한 보호 채널 3개 중 2개에 오류가 발생한 경우.
5. 보호를 수행해야 하는 기술 매개변수가 AZ 설정에 도달한 경우.
6. BCP(블록 제어 지점) 또는 RCP(예비 제어 지점)의 키에서 AZ를 트리거하는 경우.

이 자료는 RIA Novosti 및 오픈 소스의 정보를 기반으로 www.rian.ru의 온라인 편집자가 준비했습니다.

원자력 발전소 란 무엇입니까?

원자력 발전소 또는 원자력 발전소는 열원이 원자로인 화력 발전소입니다. 일반적으로 모든 기존 화력 발전소는 열을 사용하여 증기를 생산하고, 증기 터빈은 전기를 생산하는 발전기에 연결되어 구동됩니다. 2014년 4월 23일 현재 IAEA는 31개국 435기의 원자로 가동에 대해 보고했다. 원자력 발전소는 일반적으로 연료 비용이 생산 비용의 작은 부분이기 때문에 기본 부하 발전소로 간주됩니다. 수력 발전과 함께 운영, 유지 관리 및 연료 비용이 최저 수준이므로 기저 전력 공급자로 적합합니다. 그러나 사용후핵연료 처리비용은 매우 변동성이 크다.

원자력산업의 역사

역사상 처음으로 1948년 9월 3일 미국 테네시 주 오크리지의 X-10 흑연 원자로에서 원자로를 사용하여 전기가 생산되었습니다. 이 원자로는 최초의 원자력 발전소의 프로토타입이었으며 백열 전구에 전력을 공급할 만큼 충분한 전기를 생산했습니다. 두 번째 대규모 실험은 1951년 12월 20일 미국 아이다호 주 아르코 근처의 EBR-I 실험장에서 수행되었습니다. 1954년 6월 27일, 세계 최초의 원자력 발전소가 소련 도시 오브닌스크에서 전력망용 전력을 생산하기 시작했습니다. 세계 최초의 본격적인 발전소인 Calder Hall은 1956년 10월 17일 영국에서 가동되었습니다. 전기 생산에만 전념하는 세계 최초의 본격적인 발전소인 Shippingport(Calder Hall도 플루토늄 생산을 목적으로 함)가 1957년 12월 18일 미국에서 가동되었습니다.

원자력 발전소는 어떻게 작동하나요?

전기 에너지로의 변환은 기존 화력 발전소에서와 같이 간접적으로 발생합니다. 원자로에서 원자핵이 분열하면 원자로 냉각수가 가열됩니다. 냉각제는 원자로 유형에 따라 물, 가스, 심지어 액체 금속일 수도 있습니다. 원자로 냉각수는 증기발생기로 가서 물을 가열하여 증기를 생산합니다. 가압된 증기는 일반적으로 다단계 증기 터빈으로 공급됩니다. 증기 터빈이 팽창하고 증기를 부분적으로 응축한 후 남은 증기는 응축기에서 응축됩니다. 응축기는 하천이나 냉각탑과 같은 2차 냉각 회로에 연결된 열 교환기입니다. 그런 다음 물은 증기 발생기로 다시 펌핑되고 사이클이 다시 시작됩니다. 증기-물 순환은 랭킨 순환에 해당합니다.

원자로 원자력 발전소

원자로는 정거장의 심장이다. 중앙 부분인 원자로 노심에서는 원자핵의 제어된 핵분열로 인해 열이 생성됩니다. 이 열은 원자로를 통해 펌핑되는 냉각수를 따뜻하게 하여 원자로에서 에너지를 제거합니다. 핵분열에서 발생하는 열은 증기를 생산하는 데 사용되며, 증기는 터빈을 통과하여 발전기에 전력을 공급합니다.

원자로는 일반적으로 우라늄을 연쇄반응 연료로 사용합니다. 우라늄은 바닷물과 지구상 대부분의 암석에서 풍부하게 발견되는 매우 중금속입니다. 자연적으로 발생하는 우라늄은 두 가지 다른 동위원소로 발생합니다. 즉, 자연 발생 우라늄의 99.3%를 차지하는 우라늄-238(U-238)과 자연에 존재하는 우라늄의 약 0.7%를 차지하는 우라늄-235(U-235)입니다. 동위원소는 중성자 수가 다른 동일한 원소의 원자입니다. 따라서 U-238에는 146개의 중성자가 있고 U-235에는 143개의 중성자가 있습니다. 동위원소마다 행동 패턴이 다릅니다. 예를 들어, U-235는 핵분열성입니다. 즉, 쉽게 분해되고 많은 에너지를 방출하므로 원자력 발전에 이상적입니다. 반면, U-238은 같은 원소임에도 불구하고 이런 성질을 갖고 있지 않습니다. 동위원소마다 반감기도 다릅니다. 반감기는 방사성 원소 샘플의 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간입니다. U-238은 U-235보다 반감기가 길기 때문에 분해되는 데 시간이 더 오래 걸립니다. 이는 또한 U-238이 U-235보다 방사성이 적다는 것을 의미합니다.

핵분열은 방사능을 생성하므로 원자로 노심은 보호막으로 둘러싸여 있습니다. 이 껍질은 방사선을 흡수하고 방사성 물질이 환경으로 방출되는 것을 방지합니다. 또한 많은 원자로에는 내부 사고와 외부 영향으로부터 원자로를 보호하기 위해 콘크리트 돔이 장착되어 있습니다.

원자력 발전소의 증기 터빈

증기 터빈의 목적은 증기에 포함된 열을 기계적 에너지로 변환하는 것입니다. 증기 터빈이 있는 터빈실은 일반적으로 주 원자로 건물과 구조적으로 분리되어 있습니다. 터빈홀과 원자로 건물은 터빈이 가동 중 폭발해도 철 파편이 원자로에 닿지 않도록 배치됐다.

가압수냉식 원자로의 경우 증기터빈은 원자력계통과 분리되어 있다. 증기 발생기의 누출을 감지하여 방사성 물이 1차 회로로 유입되는 것을 감지하기 위해 증기 발생기에서 나오는 증기를 모니터링하는 복사계가 설치됩니다. 대조적으로, 비등수형 원자로에서는 방사성수가 증기 터빈을 통과하므로 터빈은 원자력 발전소의 방사선 감시 구역의 일부입니다.

원자력 발전소 발전기

발전기는 터빈의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 정격 전력이 높은 저전압 동기 교류 발전기가 사용됩니다.

원자력 발전소 냉각 시스템

냉각 시스템은 원자로 노심에서 열을 제거하여 이를 발전소의 다른 영역으로 전달합니다. 여기서 열 에너지는 전기를 생성하거나 기타 유용한 작업을 수행하는 데 사용될 수 있습니다. 일반적으로 뜨거운 냉각수는 보일러의 열원으로 사용되며 보일러의 가압 증기는 발전기의 하나 이상의 증기 터빈을 구동합니다.

NPP 안전 밸브

비상 상황 발생 시 안전 밸브를 사용하여 파이프가 터지거나 원자로가 폭발하는 것을 방지할 수 있습니다. 밸브는 공급된 모든 에너지 운반체의 압력이 조금만 증가해도 감지할 수 있도록 설계되었습니다. 비등경수형 원자로의 경우, 증기는 감압실로 향하고 그곳에서 응축됩니다. 열 교환기의 챔버는 중간 냉각 회로에 연결됩니다.

원자력발전소 급수펌프

증기 발생기와 원자로의 수위는 급수 시스템을 사용하여 제어됩니다. 급수 펌프는 응축수 처리 시스템에서 물을 끌어와 압력을 높이고 이를 증기 발생기(가압수형 원자로의 경우)로 보내거나 원자로(비등수형 원자로의 경우)로 직접 보내는 작업을 수행합니다.

원자력 발전소의 비상 전원 공급 장치

대부분의 원자력 발전소에는 두 가지 서로 다른 전원, 즉 배전 변전소에서 충분히 분리되어 있고 여러 전력선에서 전력을 공급할 수 있는 외부 급전 스테이션 보조 변압기가 필요합니다. 또한 일부 원자력 발전소에서 터보 발전기는 발전소가 승압 변압기에 도달하기 전에 발전기 버스바에서 전기를 방출하는 보조 변압기를 사용하여 발전소가 작동하는 동안 발전소의 보조 요구 사항에 전력을 공급할 수 있습니다. 배전 변전소에서 직접 외부 전원으로부터 전기를 공급받는 보조 변압기). 2개의 백업 전원 공급 장치를 사용하더라도 외부 소스로부터 전체 전원 공급이 가능합니다. 원자력 발전소에는 비상 전원 장치가 설치되어 있습니다.

원자력 발전소의 전문가

원자력 엔지니어

원자로 운영자

선량측정 서비스 종사자

비상대응팀 인력

원자력규제위원회 상주검사관

미국과 캐나다에서는 경영진, 숙련된 인력(엔지니어 등), 안전 인력을 제외한 발전소 근로자가 IBEW(국제전기노동자연맹) 또는 UWUA(미국연합노동자연맹)의 회원일 수 있습니다. , 또는 기계공, 노동자, 보일러 제작자, 조립공, 금속 세공인 등의 이익을 대표하는 다양한 노동 조합 또는 노동자 조직 중 하나.

원전 비용

새로운 원자력 발전소의 경제성은 논란의 여지가 있는 문제이며, 수십억 달러의 투자는 에너지원의 선택에 달려 있습니다. 원자력 발전소는 일반적으로 자본 비용은 높지만 추출, 처리, 연료 사용 비용 및 내부화된 사용후 연료 저장 비용과 관련된 직접 연료 비용은 낮습니다. 따라서 다른 발전 방식과의 비교는 원자력 발전소의 건설 시기와 자본 투자 자금 조달에 대한 가정에 크게 의존합니다. 미국의 프라이스 앤더슨 법(Price-Anderson Act)에 따라 비용 추정에는 발전소 해체 및 핵폐기물 저장 또는 처리 비용이 고려됩니다. 4세대 원자로는 현재 모든 사용후핵연료("핵폐기물")를 미래의 원자로를 사용하여 재처리하여 핵연료주기를 완전히 종료할 수 있다는 전망을 바탕으로 개발되고 있습니다. 그러나 현재 원전에서 발생하는 폐기물의 효과적인 대량처분은 이루어지지 않고 있으며, 영구 폐기물 저장시설 구축의 문제로 인해 아직도 거의 모든 발전소에서 현장 임시저장 방식을 사용하고 있다. 핀란드만이 영구 저장 시설을 건설할 계획을 가지고 있으므로 전 세계적으로 폐기물 저장에 드는 장기적인 비용이 불확실합니다.

반면에, 탄소세나 탄소 거래와 같은 지구 온난화 완화 조치를 위한 건설 비용이나 자본 지출은 원자력 발전의 경제성에 점점 더 유리해지고 있습니다. 희망은 보다 발전된 원자로 설계를 통해 더 큰 효율성을 달성하는 것입니다. 3세대 원자로는 최소 17% 더 적은 연료를 소모하고 더 낮은 자본 비용을 약속하는 반면, 미래형 4세대 원자로는 10,000~30,000% 더 높은 연료 효율성과 핵 폐기물 제거를 약속합니다.

동유럽에서는 다수의 오랜 프로젝트, 특히 불가리아의 Belene과 루마니아의 Cernavoda의 추가 원자로가 자금 조달에 어려움을 겪고 있으며 일부 잠재적 후원자들이 기지를 떠났습니다. 값싼 가스의 가용성과 향후 공급의 상대적 신뢰성 또한 원자력 프로젝트에 있어 주요 과제를 제기합니다.

원자력의 경제성을 분석할 때, 불확실한 미래에 따른 위험을 누가 부담할 것인가를 고려할 필요가 있다. 현재까지 운영 중인 모든 원전은 국영 또는 국가 규제를 받는 전력회사 독점에 의해 건설되었으며, 건설 비용, 운영 특성, 연료 가격 및 기타 요소와 관련된 많은 위험은 공급자가 아닌 소비자가 부담합니다. 많은 국가에서 이미 전력 시장을 자유화했으며, 이러한 위험과 자본 비용이 회수되기 전에 저렴한 경쟁자가 등장할 위험이 소비자가 아닌 공급업체와 발전소 운영자의 책임이 되어 평가에 상당한 변화가 발생합니다. 신규 원전의 경제성.

2011년 후쿠시마 제1차 사고는 현장 사용후핵연료 저장 요건 증가와 설계기준 위험 증가로 인해 기존 및 신규 원자력 발전소의 비용을 증가시킬 가능성이 높습니다. 그러나 현재 건설 중인 AP1000 등 많은 프로젝트에서는 능동 냉각 시스템이 필요한 후쿠시마 1호와 달리 원자력 안전을 위해 수동 냉각 시스템을 사용하고 있어 중복된 백업 안전 장비에 더 많은 비용을 지출할 필요성이 크게 줄어듭니다.

원자력 발전소 안전

Charles Perrow는 자신의 저서 Normal Accidents에서 원자로의 복잡하고 긴밀하게 결합된 시스템에는 예상치 못한 수많은 고장이 발생한다고 말합니다. 그러한 사고는 피할 수 없으며 예방할 수 없습니다. MIT(매사추세츠 공과대학)의 학제간 팀은 예상되는 원자력 발전의 성장을 고려할 때 2005년에서 2055년 사이에 적어도 4건의 심각한 원자력 사고가 예상될 수 있다고 추정합니다. 그러나 MIT 연구에서는 1970년 이후의 안전성 향상을 고려하지 않았습니다. 1970년부터 현재까지 전 세계적으로 5건의 대형사고(노심손상)가 발생했는데, 1979년 스리마일섬 1건, 1986년 체르노빌 1건, 2011년 후쿠시마 제1원전 3건 등 2세대 원자로 가동 개시에 해당한다. . 평균적으로 전 세계적으로 8년마다 한 건의 심각한 사고가 발생합니다.

현대 원자로 설계는 1세대 원자로 이후 안전성이 많이 향상되었습니다. 우라늄 원자로의 연료가 충분히 농축되지 않았기 때문에 원자력 발전소는 핵폭탄처럼 폭발할 수 없으며, 핵무기에는 연료를 초임계 상태에 도달할 만큼 작은 부피로 강제하는 정밀 폭발물이 필요합니다. 대부분의 원자로는 사고나 자연재해로 인해 여러 차례 노심이 녹고 방사선이 방출되어 사람이 살 수 없는 환경이 되는 것을 방지하기 위해 지속적인 온도 제어가 필요합니다. 발전소는 핵물질 도난(예: 더러운 핵폭탄 제조), 군용 항공기(발생한) 공격, 적 미사일 또는 납치된 테러 항공기에 의한 공격으로부터 보호되어야 합니다.

원자력 논란

원자력 에너지 논쟁은 민간 목적을 위해 핵연료로부터 전기를 생산하기 위해 핵분열 원자로를 도입하고 사용하면서 발생한 논란의 여지가 있는 문제를 중심으로 진행됩니다. 원자력 논쟁은 1970년대와 1980년대에 최고조에 달했는데, 이때 일부 국가에서는 "기술 논쟁 역사상 유례없는 강도에 도달"했습니다.

지지자들은 원자력이 이산화탄소 배출을 줄이고 수입 연료에 대한 의존을 대체한다면 에너지 안보를 향상시킬 수 있는 지속 가능한 에너지원이라고 주장합니다. 지지자들은 원자력이 주요 대안인 화석 연료와 달리 대기 오염을 사실상 발생시키지 않는다는 생각을 장려합니다. 지지자들은 또한 원자력이 대부분의 서구 국가에서 에너지 독립을 달성하기 위한 유일하게 실행 가능한 옵션이라고 믿습니다. 그들은 폐기물 저장의 위험이 낮으며 새로운 원자로에 최신 기술을 사용하면 더욱 줄일 수 있다고 강조하며, 서구 세계의 운영 안전 보고서에 따르면 원자력 발전소는 다른 주요 유형의 발전소에 비해 우수한 상태에 있습니다.

반대자들은 원자력이 사람과 환경에 많은 위험을 초래하며 비용이 이익을 정당화하지 못한다고 주장합니다. 위협에는 우라늄 채굴, 처리 및 운송으로 인한 건강 위험 및 환경 피해, 핵 확산 또는 사보타주 위험, 해결되지 않은 방사성 핵 폐기물 문제가 포함됩니다. 또 다른 환경 문제는 뜨거운 물이 바다로 방출되는 것입니다. 뜨거운 물은 해양 생물의 환경 조건을 변화시킵니다. 그들은 또한 원자로 자체가 극도로 복잡한 기계이기 때문에 많은 공정이 계획대로 진행될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있어 심각한 원자력 사고가 많이 발생했다고 주장합니다. 비평가들은 이러한 위험이 새로운 기술로 완화될 수 있다고 믿지 않습니다. 그들은 우라늄 채굴부터 핵 폐기까지 핵연료 사슬의 모든 에너지 집약적 단계를 고려할 때 원자력은 저탄소 전력원이 아니라고 주장합니다. 우라늄 광산이 없는 나라는 기존 원자력 기술로는 에너지 자립을 이룰 수 없다. 실제 건설 비용은 추정치를 초과하는 경우가 많으며, 사용후핵연료 저장 비용은 명확한 기간이 없습니다.

원자력 발전소의 핵연료 재처리

핵연료 재처리 기술은 조사된 핵연료로부터 핵분열성 플루토늄을 화학적으로 분리하고 회수하기 위해 개발되었습니다. 재활용은 여러 가지 목적으로 사용되며, 그 상대적 중요성은 시간이 지남에 따라 변했습니다. 처음에는 재처리가 핵무기 생산을 위한 플루토늄 추출 목적으로만 수행되었습니다. 원자력이 상업화됨에 따라 사용된 플루토늄은 열 원자로용 혼합 산화물 핵연료로 다시 처리됩니다. 사용후핵연료의 대부분을 차지하는 재처리 우라늄은 원칙적으로 연료로 재사용도 가능하지만 이는 우라늄 가격이 높거나 폐기 비용이 많이 드는 경우에만 경제적으로 실현 가능하다. 마지막으로, 증식형 원자로는 사용후 연료에 포함된 재처리된 플루토늄과 우라늄뿐만 아니라 모든 악티나이드를 사용할 수 있어 핵연료주기를 완료하고 잠재적으로 천연 우라늄에서 추출된 에너지를 60배 이상 늘릴 수 있습니다.

핵연료를 재처리하면 방사능이 높은 폐기물의 양이 줄어들지만 그 자체로는 방사능이나 열 발생이 줄어들지 않으므로 폐기물을 지층에 저장할 필요성이 없어지지는 않습니다. 재처리는 핵무기 확산에 기여할 가능성, 핵 테러에 대한 잠재적 취약성, 처분장 부지 선정의 정치적 문제(사용후핵연료의 직접 처리에도 동일하게 적용되는 문제) 및 높은 비용으로 인해 정치적으로 논란이 되고 있습니다. 단일 연료주기와 비교. 미국에서는 오바마 행정부가 부시 대통령의 산업 규모 재활용 계획에서 물러나 연구 관련 재활용에 초점을 맞춘 프로그램으로 복귀했다.

원자력 발전소 사고

원자력 피해에 대한 민사 책임에 관한 비엔나 협약은 원자력 책임에 대한 국제적 틀을 확립했습니다. 그러나 미국, 러시아, 중국, 일본 등 세계 원전 보유국 대부분은 원전책임협약 국제협약에 가입하지 않았다.

미국에서는 가격 앤더슨 원자력 보험법(Price-Anderson Nuclear Insurance Act)에 따라 원자력 또는 방사선 사고가 보장됩니다(2025년까지 허가를 받은 시설의 경우).

영국의 에너지 정책은 1965년 원자력 시설법을 통해 영국 원자력 라이센스 보유자가 책임을 져야 하는 원자력 피해에 대한 책임을 규제합니다. 법에 따르면 책임 있는 운영자는 사고 발생 후 10년 이내에 최대 1억 5천만 파운드의 손해 배상을 지불해야 합니다. 10년이 지나면 향후 20년 동안 정부는 이 의무에 대한 책임을 지게 됩니다. 정부는 또한 국제 협약(원자력 분야의 제3자 책임에 관한 파리 협약 및 파리 협약 외에 브뤼셀 협약)에 따라 추가적인 주 간 책임(약 3억 파운드)에 대한 책임을 집니다.

원자력 발전소의 해체

원전해체란 원전을 해체해 민간인에게 방사능 위험이 없는 상태로 오염을 제거하는 것을 말한다. 다른 유형의 발전소 해체와의 주요 차이점은 방사성 물질이 존재한다는 것입니다. 방사성 물질을 제거하고 폐기물 저장 시설로 옮기려면 특별한 예방 조치가 필요합니다.

일반적으로 원자력 발전소는 약 30년 동안 지속되도록 설계되었습니다. 새로운 스테이션은 40~60년의 작동 수명을 갖도록 설계되었습니다. 마모 요인 중 하나는 중성자 조사의 영향으로 원자로 스크린이 악화되는 것입니다.

폐기에는 많은 관리적, 기술적 조치가 필요합니다. 여기에는 방사능의 완전한 청소와 발전소의 완전한 철거가 포함됩니다. 시설이 해체되면 더 이상 방사능 사고의 위험을 초래하거나 방문객의 건강에 위험을 초래해서는 안 됩니다. 시설이 완전히 해체되면 해당 시설은 규제 통제에서 해제되며 발전소 허가를 받은 사람은 더 이상 해당 시설의 원자력 안전에 대한 책임을 지지 않습니다.

원자력 발전소의 역사적 사건

원자력 업계에서는 새로운 기술과 제어로 인해 원자력 발전소가 훨씬 더 안전해졌다고 주장하지만, 1986년 체르노빌 참사 이후부터 2008년까지 57건의 작은 사고가 발생했으며 그 중 3분의 2가 미국에서 발생했습니다. 프랑스 원자력청(CEA)은 기술 혁신이 원자력 발전소 운영에 있어 인적 요인의 위험을 완전히 제거할 수는 없다는 결론을 내렸습니다.

2003년 벤자민 소바쿨(Benjamin Sovakool)에 따르면 MIT(매사추세츠 공과대학)의 학제간 팀은 원자력 발전의 예상 성장을 고려할 때 2005년에서 2055년 사이에 적어도 4건의 심각한 원자력 사고가 발생할 수 있다고 추정했습니다. 그러나 MIT 연구에서는 1970년 이후의 보안 개선 사항을 고려하지 않았습니다.

원자력의 장점

원자력 발전소는 경제적 고려로 인해 기본 부하에 주로 사용됩니다. 원자력 발전소를 운영하는 데 필요한 연료비는 석탄이나 가스 발전소를 운영하는 데 드는 연료비보다 저렴합니다. 최대 용량 미만으로 원자력 발전소를 운영하는 것은 경제적으로 정당화되지 않습니다.

그러나 프랑스에서는 원자력 발전소가 주로 부하 추종 모드로 작동하지만 "이것이 원자력 발전소에 이상적인 경제적 상황은 아니라는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다." 독일 비블리스 원자력 발전소의 A호기는 정격 용량의 40%에서 100%까지 분당 발전량을 15%씩 늘리거나 줄이도록 설계되었습니다. 비등수형 원자로는 일반적으로 재순환되는 물의 흐름을 변화시켜 부하 추종 능력을 갖습니다.

미래 발전소 프로젝트

4세대 원자로로 알려진 차세대 원자력 발전소 설계가 활발한 연구 주제입니다. 이러한 새로운 프로젝트 중 상당수는 특히 핵분열로를 더 깨끗하고 안전하게 만들고/또는 핵 확산에 대한 위험을 줄이려는 시도를 하고 있습니다. 수동적으로 안전한 발전소(예: 경제적으로 단순화된 끓는 물 원자로)를 건설할 수 있으며, 연구 목표는 인적 요인의 영향을 거의 완전히 제거한 원자로를 개발하는 것입니다. 아직 개발 초기 단계에 있는 핵융합로는 핵분열과 관련된 위험을 일부 줄이거나 제거했습니다.

총 용량이 1,600MW에 달하는 유럽형 가압수형 원자로(EPR) 2기가 유럽에서 건설되고 있으며, 2기는 중국에서 건설되고 있습니다. 이 원자로는 프랑스 기업 AREVA와 독일 Siemens AG의 합작 프로젝트로 세계 최대 규모의 원자로가 될 것입니다. One EPR은 핀란드 올킬루오토에 위치하고 있으며 올킬루오토 원자력 발전소의 일부입니다. 당초 2009년에 원자로를 가동할 예정이었으나 발사가 계속 지연되면서 2014년 9월 현재 2018년으로 연기됐다. 프랑스 Manche의 Flamanville에 있는 Flamanville 원자력 발전소에서 EPR을 위한 준비 작업은 2006년에 시작되었으며 완료 예정일은 2012년이었습니다. 프랑스 원자로의 가동도 지연되었으며, 2013년 예측에 따르면 2016년에 가동될 예정이었습니다. 두 개의 중국 EPR이 광둥성 타이산(Taishan)에 있는 타이산(Taishan) 원자력 발전소의 일부입니다. 태산원전 원자로는 2014년과 2015년에 가동될 예정이었으나 2017년으로 연기됐다.

2007년 3월 현재 인도에 7기, 중국에 5기의 원전이 건설 중이다.

2011년 11월, 걸프 전력(Gulf Power)은 원자력 발전소 건설을 위해 2012년 말까지 플로리다 주 펜사콜라 북쪽 4,000에이커의 토지 구입을 완료할 수 있기를 희망한다고 밝혔습니다.

2010년에 러시아는 해상 원자력 발전소를 가동했습니다. 1억 파운드 규모의 Akademik Lomonosov 선박은 러시아의 외딴 지역에 중요한 에너지 자원을 제공할 7개 정거장 중 첫 번째 발전소입니다.

2011년에 원전이 없는 동남아시아 국가들은 2025년까지 총 29개의 원전을 보유하게 된다. 인도네시아는 4개, 말레이시아는 4개, 태국은 5개, 베트남은 16개를 갖게 된다.

2013년 중국은 32기의 원자로를 건설 중인데 이는 세계에서 가장 많은 수이다.

2016년부터 2019년까지 미국 내 2개 원전(조지아주 보그틀 원전, 사우스캐롤라이나주 VC 서머 원전) 증설을 완료할 예정이다. Vogtl 원자력 발전소의 신규 원자로 2기와 VC Summer 원자력 발전소의 신규 원자로 2기는 1979년 Three Mile Island 원자력 발전소 사고 이후 미국 최초의 원자력 발전소 건설 프로젝트입니다.

영국 정부가 Hinkley Point C 원자력 발전소 건설을 승인했습니다.

몇몇 국가에서는 토륨 핵 프로그램을 시행하기 시작했습니다. 토륨은 우라늄보다 자연에서 4배 더 자주 발견됩니다. 토륨 광석 매장량(모나자이트)의 60% 이상이 호주, 미국, 인도, 브라질, 노르웨이 등 5개국에 위치해 있습니다. 이러한 토륨 자원은 수천년 동안 현재의 에너지 수요를 공급하기에 충분합니다. 토륨 연료주기는 우라늄 연료주기보다 방사성 독성 폐기물의 생산량이 더 낮으면서도 원자력 에너지를 생산할 수 있습니다.

인류의 가장 세계적인 문제 중 하나는 에너지입니다. 토목 기반 시설, 산업, 군대 - 이 모든 것에는 엄청난 양의 전기가 필요하며 이를 생산하기 위해 매년 많은 양의 광물이 할당됩니다. 문제는 이러한 자원이 무한하지 않다는 점이며, 지금은 상황이 어느 정도 안정되더라도 미래에 대해 생각해야 합니다. 대체 청정 전기에 큰 희망이 있었지만 실습에서 알 수 있듯이 최종 결과는 원하는 것과는 거리가 멀습니다. 태양광이나 풍력 발전소의 비용은 엄청나지만 에너지 양은 미미합니다. 이것이 바로 원자력 발전소가 이제 추가 개발을 위한 가장 유망한 옵션으로 간주되는 이유입니다.

원자력 발전소의 역사

전기를 생성하기 위해 원자를 사용하는 것에 관한 첫 번째 아이디어는이를 기반으로 자체 대량 살상 무기가 만들어지기 거의 10 년 전인 20 세기 40 년대 소련에서 나타났습니다. 1948년에는 원자력 발전소의 작동 원리가 개발되었고, 동시에 세계 최초로 원자력 에너지를 이용해 장치에 전력을 공급하는 것이 가능해졌습니다. 1950년에 미국은 당시 지구상에서 이러한 유형의 유일한 발전소로 간주될 수 있는 소형 원자로 건설을 완료했습니다. 사실, 그것은 실험적이었고 단지 800와트의 전력만 생산했습니다. 동시에 소련에서는 세계 최초의 본격적인 원자력 발전소의 기초가 마련되고 있었지만 시운전 후에도 여전히 산업 규모로 전기를 생산하지 못했습니다. 이 원자로는 기술을 연마하는 데 더 많이 사용되었습니다.

그 순간부터 전 세계적으로 대규모 원자력 발전소 건설이 시작되었습니다. 이 "인종"의 전통적인 지도자인 미국과 소련 외에도 최초의 원자로는 다음 국가에 나타났습니다.

1956 - 영국.
1959 - 프랑스.
1961 - 독일.
1962 - 캐나다.
1964 - 스웨덴.
1966 - 일본.

건설 중인 원자력 발전소의 수는 체르노빌 사고 이후 건설이 중단되기 시작하고 점차 많은 국가에서 원자력 에너지를 포기하기 시작할 때까지 지속적으로 증가했습니다. 현재 이러한 새로운 발전소가 주로 러시아와 중국에 등장하고 있습니다. 이전에 다른 유형의 에너지로 전환을 계획했던 일부 국가는 점차 프로그램에 복귀하고 있으며 가까운 미래에 원자력 발전소 건설이 또 다시 급증할 가능성이 있습니다. 이는 적어도 에너지 생산을 위한 다른 효과적인 옵션이 발견될 때까지 인간 발달의 필수 단계입니다.

원자력의 특징

가장 큰 장점은 연료 소비를 최소화하고 오염이 거의 전혀 없이 엄청난 양의 에너지를 생성한다는 것입니다. 원자력 발전소의 원자로 작동 원리는 단순한 증기 기관을 기반으로 하며 (연료 자체는 계산하지 않고) 물을 주성분으로 사용하므로 환경적 관점에서 피해가 최소화됩니다. 이러한 유형의 발전소의 잠재적 위험은 크게 과장되어 있습니다. 체르노빌 재해의 원인은 아직 확실하게 확립되지 않았으며(자세한 내용은 아래 참조) 더욱이 조사의 일환으로 수집된 모든 정보를 통해 기존 발전소를 현대화할 수 있었고 가능성이 희박한 방사선 방출 옵션도 제거할 수 있었습니다. 환경론자들은 때때로 그러한 발전소가 열 오염의 강력한 원인이라고 말하지만, 이 또한 전적으로 사실이 아닙니다. 실제로 2차 회로의 온수는 저수지로 들어가지만 대부분 이러한 목적을 위해 특별히 만들어진 인공 버전이 사용되며 다른 경우에는 이러한 온도 상승의 비율을 다른 에너지원의 오염과 비교할 수 없습니다.

연료 문제

원자력 발전소의 인기에서 최소한의 역할은 연료인 우라늄-235에 의해 수행됩니다. 동시에 엄청난 양의 에너지가 방출되는 다른 유형보다 훨씬 적은 양이 필요합니다. 원자력 발전소 원자로의 작동 원리는 막대에 배치된 특수 "정제" 형태로 이 연료를 사용하는 것과 관련이 있습니다. 사실, 이 경우 유일한 어려움은 그러한 모양을 만드는 것입니다. 그러나 최근 현재의 글로벌 매장량도 오래 지속되지 않을 것이라는 정보가 나타나기 시작했습니다. 그러나 이것은 이미 제공되었습니다. 최신 3회로 원자로는 우라늄-238을 사용하며 그 양이 많으며 연료 부족 문제는 오랫동안 사라질 것입니다.

이중회로원전의 작동원리

위에서 언급했듯이 이는 기존의 증기 엔진을 기반으로 합니다. 간단히 말해서, 원자력 발전소의 작동 원리는 1차 회로의 물을 가열하고, 다시 2차 회로의 물을 증기 상태로 가열하는 것입니다. 터빈으로 유입되어 블레이드를 회전시켜 발전기에서 전기를 생산하게 됩니다. "폐기물" 증기는 응축기로 들어가고 다시 물로 변합니다. 이는 거의 닫힌 사이클을 만듭니다. 이론적으로 이 모든 것은 단 하나의 회로를 사용하여 훨씬 더 간단하게 작동할 수 있지만 이론적으로 그 안의 물은 오염될 수 있기 때문에 실제로 안전하지 않습니다. 이는 대부분의 원자력 발전소에 대한 시스템 표준을 사용할 때 제외됩니다. 두 개의 물 순환이 서로 분리되어 있습니다.

3회로 원자력 발전소의 작동 원리

이들은 우라늄-238을 사용하는 보다 현대적인 발전소입니다. 그 매장량은 전 세계 모든 방사성 원소의 99% 이상을 차지합니다(따라서 사용 가능성이 매우 높습니다). 이러한 유형의 원자력 발전소의 작동 원리와 설계는 최대 3개의 회로와 액체 나트륨의 적극적인 사용으로 구성됩니다. 일반적으로 모든 것이 거의 동일하지만 약간의 추가 사항이 있습니다. 반응기에서 직접 가열되는 1차 회로에서 이 액체 나트륨은 고온에서 순환합니다. 두 번째 원은 첫 번째 원에서 가열되고 동일한 액체를 사용하지만 너무 뜨겁지는 않습니다. 그런 다음 이미 세 번째 회로에서 물이 사용되며 두 번째 회로에서 증기 상태로 가열되어 터빈을 회전시킵니다. 시스템은 기술적으로 더 복잡한 것으로 밝혀졌지만 그러한 원자력 발전소는 한 번만 건설하면 남은 것은 노동의 결실을 즐기는 것뿐입니다.

체르노빌

이번 참사 원인은 체르노빌 원자력발전소의 작동원리로 추정된다. 공식적으로 일어난 일에는 두 가지 버전이 있습니다. 한 사람에 따르면 문제는 원자로 운영자의 부적절한 행동으로 인해 발생했습니다. 두 번째에 따르면 발전소 설계가 실패했기 때문입니다. 그러나 체르노빌 원자력 발전소의 작동 원리는 오늘날까지 제대로 작동하고 있는 이러한 유형의 다른 발전소에서도 사용되었습니다. 반복하기 거의 불가능한 일련의 사고가 발생했다는 의견이 있습니다. 여기에는 해당 지역의 작은 지진, 원자로 실험 수행, 설계 자체의 사소한 문제 등이 포함됩니다. 이 모든 것이 폭발을 일으켰습니다. 그러나 원자로의 출력이 그렇게 되어서는 안 되었을 때 원자로 출력이 급격히 증가한 이유는 아직 알려지지 않았습니다. 파괴 행위 가능성에 대한 의견도 있었지만 현재까지 입증 된 것은 없습니다.

후쿠시마

이것은 원자력 발전소와 관련된 세계적인 재난의 또 다른 예입니다. 그리고 이 경우에도 원인은 연쇄사고였다. 이 역은 일본 해안에서 흔히 발생하는 지진과 쓰나미로부터 안전하게 보호되었습니다. 이 두 가지 사건이 동시에 일어날 것이라고 상상한 사람은 거의 없었습니다. 후쿠시마 원전 발전기의 작동 원리는 전체 안전 단지의 작동을 유지하기 위해 외부 에너지원을 사용하는 것과 관련이 있습니다. 사고가 발생하면 발전소 자체에서 에너지를 얻는 것이 어렵기 때문에 이는 합리적인 조치입니다. 지진과 쓰나미로 인해 모든 원천이 고장나 원자로가 녹아 재난이 발생했습니다. 현재 피해를 복구하기 위한 노력이 진행 중입니다. 전문가들에 따르면 앞으로 40년이 더 걸릴 것이라고 합니다.

모든 효율성에도 불구하고 원자력은 여전히 상당히 비싼 편입니다. 원자력 발전소 증기 발생기 및 기타 구성 요소의 작동 원리는 회수해야 할 막대한 건설 비용을 의미하기 때문입니다. 현재 석탄과 석유로 얻는 전기는 여전히 저렴하지만 이러한 자원은 앞으로 수십 년 안에 고갈될 것이며 앞으로 몇 년 안에 원자력 에너지는 다른 어떤 것보다 저렴해질 것입니다. 현재 대체 에너지원(풍력, 태양광 발전소)에서 생산되는 환경친화적인 전기 비용은 약 20배 더 비쌉니다.

원자력 발전소의 작동 원리로 인해 그러한 발전소를 신속하게 건설할 수 없는 것으로 여겨집니다. 사실이 아닙니다. 이러한 유형의 시설을 건설하는 데는 평균 약 5년이 소요됩니다.

스테이션은 잠재적인 방사선 방출뿐만 아니라 대부분의 외부 요인으로부터도 완벽하게 보호됩니다. 예를 들어, 테러리스트들이 쌍둥이 타워 대신 원자력 발전소를 선택했다면 주변 인프라에 최소한의 피해만을 입힐 수 있었을 것이며 원자로 작동에는 어떤 영향도 미치지 않았을 것입니다.

결과

원자력 발전소의 작동 원리는 대부분의 다른 기존 발전소의 작동 원리와 실질적으로 다르지 않습니다. 증기 에너지는 모든 곳에서 사용됩니다. 수력 발전소는 흐르는 물의 압력을 사용하며, 심지어 태양 에너지로 작동하는 모델도 끓을 때까지 가열되어 터빈을 회전시키는 액체를 사용합니다. 이 규칙의 유일한 예외는 기단의 이동으로 인해 블레이드가 회전하는 풍력 발전소입니다.

원자력 발전소(NPP)는 제어된 핵 반응 중에 방출되는 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생성하도록 설계된 복잡한 기술 구조입니다.

우라늄은 원자력 발전소의 일반 연료로 사용됩니다. 핵분열 반응은 원자력 발전소의 주요 장치인 원자로에서 발생합니다.

반응기는 최대 1.6 x 107 Pa 또는 160기압의 고압용으로 설계된 강철 케이스에 장착됩니다.
VVER-1000의 주요 부분은 다음과 같습니다.

증기 응축을 위해 많은 양의 물을 사용할 수 없는 경우 저수지를 사용하는 대신 특수 냉각탑(냉각탑)에서 물을 냉각할 수 있습니다.

이 자료는 RIA Novosti 및 오픈 소스의 정보를 기반으로 www.rian.ru의 온라인 편집자가 준비했습니다.