Elektrownia atomowa działa dzięki rozszczepianiu jąder uranu. Efektem tej reakcji jest powstanie energii cieplnej, którą następnia przekształca się w energię elektryczną. Poniżej wyjaśniamy, jakie dokładnie procesy zachodzą w reaktorze i jakie technologie są w nim wykorzystywane. Jeżeli chcesz dowiedzieć się, czy elektrownie jądrowe są bezpieczne, sprawdź nasz kolejny artykuł.
Na końcu artykułu znajdziesz słownik, który pomoże Ci zrozumieć zasadę działania elektrowni atomowej.
Co to jest elektrownia atomowa?
Elektrownia atomowa to miejsce, w którym dzięki wykorzystaniu paliwa jądrowego powstaje energia elektryczna.
Czym jest paliwo jądrowe?
Jako paliwo jądrowej najczęściej wykorzystuje się wzbogacony uran. Odpowiednio przygotowany pierwiastek umieszcza się w rdzeniu reaktora, w którym zachodzi proces rozszczepiania.
Reaktor w elektrowni jądrowej
Jądro uranu jest rozszczepiane w reaktorze za pomocą spowolnionych neutronów. Dzięki temu powstają dwa lżejsze jądra. W tym procesie wytwarzana jest energia i emitowane dodatkowe neutrony i promieniowanie gamma. Te dodatkowe neutrony rozpoczynają reakcję łańcuchową - kolejne jądra uranu są rozszczepiane.
Do czego wykorzystuje się moderatory w elektrowni atomowej?
Powstałe neutrony mają zbyt wysoką energię i aby reakcja mogła nadal zachodzić w kontrolowanych warunkach, wykorzystuje się więc moderatory. Mogą nimi być:
- grafit,
- zwykła woda,
- ciężka woda,
- beryl.
Dzięki temu, gdy neutrony zetkną się z cząsteczkami wykorzystywanych substancji, tracą część energii.
Kolejnym elementem, który należy kontrolować jest liczba reakcji w reaktorze. Służą do tego tak zwane pręty sterujące. Mogą one pochłaniać neutrony.
Jak działają reaktory lekkowodne w elektrowni jądrowej?
Są to najczęściej wykorzystywane dzisiaj reaktory. Zwykła woda jest w nich moderatorem, a także ochładza reaktor. Poza tym, jest podstawowym elementem procesu przemiany energii cieplnej w energię elektryczną. Pełni więc bardzo ważną funkcję w elektrowni atomowej.
Czy wiesz, że…
Choć odnawialne źródła energii są bardzo ważnym elementem rozwoju energetyki w Polsce, korzystanie z nich również stwarza pewne problemy. Są to między innymi: pozostałe po nich odpady, takie jak stare panele fotowoltaiczne czy elementy turbin wiatrowych; problem z przewidywaniem ilości wytworzonego w danym momencie prądu, wynikający ze zmian pogody; potrzeba przechowywania nadwyżki wytworzonej energii w drogich magazynach.
Zamiana energii cieplnej w elektryczną
Podgrzana dzięki procesowi rozszczepienia woda zamienia się w parę wodną, która następnie napędza turbiny parowe. Te natomiast napędzają generatory, które wytwarzają prąd. Tak powstała energia elektryczna jest przesyłana za pomocą linii energetycznych i trafia do naszych domów.
Para wodna, która pełni bardzo ważną funkcję w tym procesie jest skraplana, ochładzana i może wrócić do kolejnego użycia.
Czym różni się działanie różnych elektrowni atomowych?
Zasada działania elektrowni jądrowych może się nieco różnić, jednak zawsze tak samo jak w przypadku elektrowni węglowej, ciepło jest przekształcane w prąd. Uruchomienie nowej infrastruktury do wytwarzania energii w Polsce, może pomóc w obliczu kryzysu energetycznego i rosnących cen prądu.
Dowiedz się więcej o wadach i zaletach elektrowni atomowych.
Słownik:
- Reaktor jądrowy: wykorzystywany jest do rozszczepiania jąder uranu (samopodtrzymującej się reakcji jądrowej).
- Paliwo jądrowe: uran, który wykorzystywany jest w reaktorze. Dzięki niemu wytwarzana jest energia cieplna, którą następnie przekształca się w energię elektryczną.
- Reakcja łańcuchowa: jest to seria reakcji następujących po sobie. Początkowa reakcja inicjuje kolejne.
- Wzbogacony uran: pracowanie na naturalnym uranie nie jest opłacalne. W elektrowniach atomowych wykorzystuje się więc wzbogacony uran, który jest znacznie droższy, ale również wydajniejszy.
- Moderator: substancja, która spowalnia neutrony w reaktorze. Najczęściej wykorzystuje się do tego wodę, beryl lub grafit.
