Cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).
Salah satu cara untuk memerangi pencemaran lingkungan adalah beralih ke sumber listrik yang lebih bersih. Sumber-sumber ini hari ini termasuk dengan benar pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)… Di Eropa saja, berkat pembangkit listrik tenaga nuklir, lebih dari setengah miliar ton karbon dioksida TIDAK dilepaskan ke atmosfer setiap tahun, yang tentunya akan menjadi sumber polusi yang serius jika energi diperoleh dengan membakar hidrokarbon.
Berkat pembangkit listrik tenaga nuklir yang beroperasi 24/7, banyak rumah dan bisnis di seluruh dunia terus disuplai listrik. Plus, stasiun mempekerjakan banyak spesialis dan ini adalah pekerjaan dengan gaji yang layak.
Apa itu pembangkit listrik tenaga nuklir? Mari kita cari tahu cara kerjanya dan cara kerjanya.
Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) adalah salah satu jenisnya pembangkit listrik termal.
Sumber energi panas di stasiun-stasiun ini adalah proses fisi nuklir atom uranium dan plutonium, yang merupakan sumber utama bahan bakar nuklir yang dilakukan di reaktor nuklir.Pendingin yang digunakan adalah air atau gas yang dipompa melalui saluran reaktor dan pembangkit uap. Uap yang dihasilkan diumpankan ke turbin uap yang menggerakkan generator, seperti di pembangkit listrik tenaga panas konvensional.
Pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di dunia dibangun di Uni Soviet pada tahun 1954.
Setiap pembangkit listrik tenaga nuklir adalah kompleks peralatan, perangkat, dan struktur yang kompleks, yang tujuannya adalah untuk menghasilkan energi listrik, dan zat khusus berfungsi sebagai bahan bakar di sini — uranium-235… Dalam proses fisi inti uranium-235, sejumlah besar energi nuklir dilepaskan, yang dengan mudah diubah menjadi panas, dan panas menjadi listrik.
kanselir nuklir — jantung pembangkit listrik tenaga nuklir, karena diisi dengan bahan bakar nuklir dan reaksi berantai fisi terkendali uranium-235 terjadi di dalam reaktor. Neutron bekerja pada inti uranium-235 yang tidak stabil, menyebabkannya meluruh dan melepaskan energi.
Kesimpulannya adalah bahwa dalam inti isotop uranium-235 yang digunakan dalam reaktor, tiga neutron tidak cukup untuk stabilitas, oleh karena itu inti dari unsur ini sangat tidak stabil dan mudah terbelah menjadi dua bagian, layak sebuah neutron terbang pada kecepatan tinggi. kecepatan tertentu, untuk memukulnya.
Segera setelah neutron memasuki inti yang tidak stabil, ia meluruh melepaskan energi, tetapi pada saat yang sama 2-3 neutron baru terbang keluar dari inti yang sudah membusuk, membelah inti lain, dll. — begitulah reaksi berantai fisi dari inti uranium-235 terjadi. Dan untuk mencegah ledakan, neutron yang berfungsi sebagai sekering harus dikontrol—tidak memasukkan terlalu banyak neutron ke dalam bahan bakar.
Dalam reaktor nuklir yang dilengkapi dengan pembangkit listrik yang beroperasi, energi dihasilkan dalam elemen bahan bakar (batang bahan bakar). Dalam kasus paling sederhana, elemen bahan bakar dapat direpresentasikan sebagai batang (inti) yang mengandung bahan bakar nuklir (misalnya, uranium dioksida) dan ditutup dengan kelongsong bahan struktural.
Selama pembelahan inti uranium, pecahannya terbang dengan kecepatan tinggi, tetapi praktis tidak meninggalkan inti, karena melambat di dalamnya, mentransfer energinya ke atom dan memanaskan inti.
Panas yang dilepaskan di inti sel bahan bakar adalah energi yang kemudian diubah menjadi listrik dalam proses konversi yang kompleks dalam sistem penukar panas-turbin-generator uap.
Fragmen fisi yang bergerak di inti elemen bahan bakar "menggantikan" atom, mengganggu struktur kristal bahan pembuatnya, dan menyebabkan perubahan sifat fisiknya. Semakin lama elemen bahan bakar bekerja di dalam reaktor, semakin banyak sifat inti yang berubah, semakin banyak fragmen radioaktif yang terakumulasi di dalamnya.
Bahan bakar dimasukkan ke zona kerja reaktor dalam tabung khusus, yang ditempatkan dalam moderator yang mampu mengubah energi neutron menjadi panas. Di dalam retarder batang celup yang terbuat dari bahan penyerap neutron sangat tepat mengontrol kecepatan reaksi... Semakin tinggi batang dinaikkan, semakin banyak neutron bekerja pada bahan bakar, masing-masing, semakin rendah batang diturunkan ke dalam reaktor, semakin kurang intensif reaksi berlangsung.
Skema pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir reaktor air bertekanan dua putaran (VVER).
Secara geografis, reaktor berada di aula reaktor gedung utama PLTN, ada juga kolam penyimpanan bahan bakar nuklir serta mesin pemuatan. Area kerja tempat reaksi sebenarnya terjadi didirikan di poros beton khusus yang dilengkapi dengan sistem pengaturan (untuk memilih mode pengoperasian) dan perlindungan, sehingga jika terjadi keadaan darurat, reaksi dapat dihentikan dengan cepat.
Panas dari zona kerja reaktor nuklir dihilangkan dengan menggunakan cairan pendingin atau gas yang melewati zona kerja reaktor secara langsung. Panas yang terakumulasi oleh media pemanas kemudian dipindahkan ke air di pembuat uap tempat uap dihasilkan.
Uap di bawah tekanan yang sangat besar mentransmisikan energi mekaniknya pembangkit turbinyang menghasilkan listrik yang kemudian ditransmisikan saluran listrik (power lines) — kepada konsumen. Turbin bersama dengan pembangkit uap dipasang di ruang turbin, dari mana listrik dikirim melalui kabel ke trafo dan kemudian ke saluran listrik.
Di wilayah PLTN juga terdapat bangunan tempat penyimpanan bahan bakar bekas di kolam. Dan tabung besar berbentuk menara, menyempit di bagian atas, adalah menara pendingin - elemen sistem pendingin sirkulasi yang juga mencakup kolam pendingin (waduk alami atau buatan) dan bak penyemprot.
Ngomong-ngomong, limbah yang dihasilkan setelah reaksi sebagian didaur ulang, dan sisanya disimpan dalam wadah khusus yang melindungi isinya agar tidak memasuki lingkungan. Dengan demikian, energi nuklir saat ini ramah lingkungan.Dan pembangkit listrik tenaga nuklir sendiri tidak menghasilkan emisi berbahaya ke atmosfer, namun cukup kompak dan aman.
Lihat juga:
Pembangkit listrik tenaga surya